[發(fā)明專利]一種快速自動(dòng)適調(diào)激振力的方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202011059206.3 | 申請(qǐng)日: | 2020-09-30 |
| 公開(公告)號(hào): | CN112149308B | 公開(公告)日: | 2021-10-01 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 紀(jì)國(guó)宜;朱海龍 | 申請(qǐng)(專利權(quán))人: | 南京航空航天大學(xué) |
| 主分類號(hào): | G06F30/20 | 分類號(hào): | G06F30/20;G06F30/25;G06F111/06;G06F119/14 |
| 代理公司: | 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237 | 代理人: | 徐曉鷺 |
| 地址: | 210016 江*** | 國(guó)省代碼: | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 快速 自動(dòng) 適調(diào)激振力 方法 | ||
1.一種快速自動(dòng)適調(diào)激振力的方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟:
步驟一,首先根據(jù)被試結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),或者使用沖擊力錘法,使得激振器處在感興趣的每階模態(tài)都有足夠大的位移的點(diǎn)上來確定激振力個(gè)數(shù)和激振點(diǎn)位置;
步驟二,對(duì)所述被試結(jié)構(gòu)進(jìn)行多點(diǎn)正弦掃頻或多點(diǎn)隨機(jī)激振試驗(yàn),獲得結(jié)構(gòu)的頻率響應(yīng)函數(shù)矩陣和模態(tài)頻率;
步驟三,以純度指示函數(shù)作為算法中的適應(yīng)度函數(shù),經(jīng)過粒子群算法迭代后,即可得到一組最優(yōu)的激振力幅值;
步驟四,將所述最優(yōu)的激振力幅值發(fā)送給所述激振器,使其快速自動(dòng)適調(diào)激振力;
基于粒子群算法的激振力自動(dòng)尋優(yōu)具體為:設(shè)試驗(yàn)中的激振力個(gè)數(shù)為d,尋優(yōu)算法中每組激振力向量個(gè)數(shù)為m;每組激振力向量為F=(F1,F(xiàn)2,…,F(xiàn)m);單個(gè)激振力向量為Fi=(fi,1,fi,2,…,fi,d);與激振力向量對(duì)應(yīng)速度向量為Vi=(vi,1,vi,2,…,vi,d);激振力向量唯一對(duì)應(yīng)著純模態(tài)指示函數(shù)值為P=(P1,P2,…,Pm),其中最優(yōu)的激振力向量為Pi=(pi,1,pi,2,…,pi,d);全局最優(yōu)激振力向量為Pg=(pg,1,pg,2,…,pg,d);每一代激振力向量更新和對(duì)應(yīng)速度更新如下:
vi,j(t+1)=vi,j(t)+c1r1[Pi,j-fi,j(t)]+c2r2[Pg,j-fi,j(t)]
fi,j(t+1)=fi,j(t)+vi,j(t+1),j=1,…,d
fi,j(t)為t時(shí)刻激振力向量;vi,j(t)為t時(shí)刻與激振力向量對(duì)應(yīng)的速度;fi,j(t+1)為(t+1)時(shí)刻激振力向量;vi,j(t+1)為(t+1)時(shí)刻與激振力向量對(duì)應(yīng)的速度;
c1和c2為非負(fù)常數(shù)的學(xué)習(xí)因子;r1和r2為相互獨(dú)立的偽隨機(jī)數(shù);d為模態(tài)試驗(yàn)中激振力的個(gè)數(shù);Pi,j為t時(shí)刻最優(yōu)的激振力向量;Pg,j為所有激振力向量組t時(shí)刻為止最優(yōu)的激振力向量;
經(jīng)過自動(dòng)尋優(yōu)算法迭代即可得到最優(yōu)激振力向量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速自動(dòng)適調(diào)激振力的方法,其特征在于,所述被試結(jié)構(gòu)的振動(dòng)微分方程如下表示
其中M,C和K分別為所述被試結(jié)構(gòu)的質(zhì)量矩陣,阻尼矩陣和剛度矩陣;{x(t)}和{f(t)}分別為所述被試結(jié)構(gòu)的位移向量和為系統(tǒng)受到的簡(jiǎn)諧激勵(lì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種快速自動(dòng)適調(diào)激振力的方法,其特征在于,所述步驟二具體包括以下內(nèi)容:
步驟2.1,設(shè)系統(tǒng)受到的簡(jiǎn)諧激勵(lì)為
{f(t)}=Fejωt
式中:F為激振力幅值列陣;
系統(tǒng)的位移向量可表示為
{x(t)}=X(ω)ejωt
式中:X(ω)為系統(tǒng)位移的頻譜;
步驟2.2,將所述系統(tǒng)位移表達(dá)式帶入所述振動(dòng)微分方程中,可得系統(tǒng)位移頻譜:
X(ω)=(K-ω2M+jωC)-1·F=H(ω)·F
其中頻率響應(yīng)函數(shù)為H(ω)=(K-ω2M+jωC)-1。
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