[发明专利]基于自迭代主元抽取的工作模态参数识别方法及装置

摘要

本发明涉及一种基于自迭代主元抽取的一维及三维线性时不变结构工作模态参数识别方法、一种基于滑动窗自迭代主元抽取的线性时变结构工作模态参数识别方法、一种基于自迭代主元抽取工作模态参数识别的故障诊断与健康状态检测方法、工作模态参数识别的实验装置、工作模态参数识别装置。该工作模态参数识别装置将基于自迭代主元抽取的一维及三维工作模态参数识别方法、基于滑动窗自迭代主元抽取的线性时变结构工作模态参数识别方法和设备故障诊断与健康状态检测方法相结合，并开发成嵌入式便携装置。本发明能够有效在线检测线性工程结构的工作模态参数，且大大降低了时间和内存开销，更易用于设备故障诊断、健康监测以及系统结构在线实时分析与优化。

主权项

1.一种基于自迭代主元抽取的线性时不变结构工作模态参数识别方法，其特征在于，包括：步骤101，获取线性时不变结构在环境激励下多个传感器在一段时间内的时域振动响应信号如下：其中，表示维度为m×T的矩阵，m表示在所述线性时变结构上布置的振动传感器检测点个数，T表示时域的采样点个数，k＝1，2，…，T表示第k个采样时刻点；步骤102，初始化每阶模态精度阈值α、当前阶模态贡献率阈值η以及最大迭代步数J_max，令i＝1，假设初始残差矩阵E_i(t)＝X(t)，则步骤103，设置j＝1，抽取残差矩阵E_i(t)中任意一行作为初始第i主元步骤104，计算当前主元所对应的特征向量步骤105，将归一化：步骤106，修正当前主元步骤107，计算抽取的当前阶主元的精度：判断是否或j≥J_max，如果是，并转向步骤108，否则j＝j+1转向步骤104；步骤108，计算当前阶主元贡献量：步骤109，更新残差矩阵E_i(t)：X(t)＝E_i(t)；步骤110，定义当前阶主元的近似贡献率：判断是否ε_i＞η，如果是，i＝i+1并返回步骤103，否则转向步骤111；步骤111，得到满足需求的主元矩阵以及线性变换矩阵其中n为步骤110步最终抽取的主元阶数；步骤112，通过单自由度技术或傅里叶变换，由主元矩阵得到模态固有频率，组成线性变换矩阵则为各阶模态振型；步骤113，采用模态置信参数(MAC)来定量评价振型识别的准确性，具体为：其中，是被识别的第i个模态振型，代表真实的第i个模态振型，和分别代表与的转置，代表两个向量的内积，表示和的相似程度，如果其值越接近1，则模态振型识别准确性越高。