大噪声环境下频率响应函数测量研究.pdf

《大噪声环境下频率响应函数测量研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第25卷第7期传感技术学报Vo1．25No．72012年7月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUA_r(】RSJu1．2012MeasurementofFrequencyResponseFunctioninNoisyConditionsTANGWei，BAOBin，QDQian(SchoolofAutomation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’art710072，China)Abstract：Todecreasetheheavynoisecausedbynaturalexcitat

2、ion，anenhancedapproachisproposedformeasurementofFrequencyResponseFunction(FRF)inoperationconditions．Differentfrompreviouswork，a‘virtual’complexexperimentdatainsteadofrealdataisusedf0rFractionalFourierTransform(FRFT、．Thebenefitofcomplexdataisthatthecross—terminFRFYrdomainexistedin

3、realdataeasewillberemoved．Thecorrespondingmodaltestdesignisalsopresentedtoconstruct‘virtual’complexdatabyusingCOSandsinsweepexcitationseparately．Finally，theadvantageoftheenhancedmethodisillustratedbymeansofsimulatedandrealcantileverbeamtestdata．Keywords：frequencyresponsefunction；

4、fractionalFouriertransform；time—frequencyfiltering；noisyoperationconditionEEACC：7220；7320doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2012．07．016大噪声环境下频率响应函数测量研究术唐炜，包斌，乔倩(西北工业大学自动化学院，西安710072)摘要：在采用人工激励进行模态实验时，不可测的自然环境激励会引发过程噪声，降低频响函数估计的准确性。为此，提出了一种大噪声环境下提高振动结构频响函数测量精度的新方法。与现有方法的最大不同之处在于：设计了分别采用

5、COS和sin线性扫频信号进行激励的模态实验，构造了“虚拟”的复数实验信号，避免了实数信号在分数阶傅里叶域内易产生信号成分混叠的不足，进一步提高了去噪效果。仿真和应用实例表明，新方法可显著改善信号品质，提高频响函数的估计测量精度。关键词：频率响应函数；分数阶傅里叶变换；时频滤波；大噪声工况中图分类号：TP312：0117文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)07—0945—06测量结构的频率响应函数是模态实验的重要内区域，而噪声则广泛分布于整个域内的特性，实现信容，现有大多数频域模态识别方法多以频响函数为基噪分离。其中，文献[5]最早提出

6、了采用小波时频础，其准确程度直接影响了识别结果。但是，在某些分析进行去噪处理，并成功应用于美国F一18试验场合下，当采用人工激励进行模态实验时．还不可避机的颤振试飞数据处理。受此启发，基于分数阶傅免会受到自然环境激励的影响。例如，飞行中的飞机里叶变换，作者曾提出了一种广义时频滤波算在进行颤振试飞时还会受到大气紊流的激励．在这类法j，相比于文献[5]中采用的小波方法，分数阶傅情况下，不可测的自然激励引起的结构响应将作为噪里叶变换能够更加有效的去除噪声。但是该方法是声被包含在实验数据中，严重降低实验数据的品质，针对实数实验数据进行滤波，在分数阶傅立叶域内进而

7、引起频响函数估值不准。因此，研究大噪声下频易发生混叠，一定程度上影响了该方法的去噪效果。响函数测量[1-3]是一个颇为重要的问题为此，本文在文献[6]基础上，提出了一种大噪声环境下频响函数测量的改进方法。其不同之处在目前国内外已有多篇文献涉及该领域研于，运用两次实验数据构造了“虚拟”的复数扫频信究_4]，它们均将采用扫频信号作为激励源，进行模号，可以避免采用实数数据进行分数阶傅里叶变换态实验。其目的是利用扫频信号聚焦于时频域特定项目来源：国家自然科学基金青年项目(50905140)；教育部博士点新教师基金(20096102120039)；西北T业大学翱翔

8、之星人才计划项目；西北工业大学研究生创业种子基金项目(Z2012114)；陕西省