Modal identification to non-stationary random excitation based on wavelet transform and co-integration theory

A kind of method of modal identification subject to ambient excitation is presented. A new synthesis stationary signal based on structural response wavelet transform and wavelet coefficient processes co-integration is obtained. The new signal instead of structural response is used in identifying the modal parameters of a non- stationary system, combined with the method of modal identification under stationary random excitation-the NExT method and the adjusted continuous least square method. The numerical results show that the method can eliminate the non-stationarity of structural response subject to non-stationary random excitation to a great extent, and is highly precise and robust.

Features of energy distribution for blast vibration signals based on wavelet packet decomposition

Blast vibration analysis constitutes the foundation for studying the control of blasting vibration damage and provides the precondition of controlling blasting vibration. Based on the characteristics of short-time nonstationary random signal, the laws of energy distribution are investigated for blasting vibration signals in different blasting conditions by means of the wavelet packet analysis technique. The characteristics of wavelet transform and wavelet packet analysis are introduced. Then, blasting vibration signals of different blasting conditions are analysed by the wavelet packet analysis technique using MATLAB; energy distribution for different frequency bands is obtained. It is concluded that the energy distribution of blasting vibration signals varies with maximum decking charge,millisecond delay time and distances between explosion and the measuring point. The results show that the wavelet packet analysis method is an effective means for studying blasting seismic effect in its entirety, especially for constituting velocity-frequency criteria.

外部随机激励干扰下掘进机振动信号多传感采集方法

掘进机运行过程中,在外部随机激励源的作用下,造成多传感器模式下的传感敏感性波动,结合振动信号不稳定,会导致采集的振动信号大幅度失真。为保证掘进机的稳定运行,提出多传感器模式下的随机激励振动信号采集方法。将掘进机看作多自由度系统,建立设备动力学模型;结合掘进机动力学特征,利用虚拟激励法构建符合外部源的随机激励函数;在建立的随机激励下,选择传感器类型和参数并安装多个传感器,设定采样频率;根据正弦稳态校准方法需求,设计校准传感器采集系统,提高传感器敏感性;在随机激励函数约束下预测传感器输出延时,计算每次测量的同步误差和误差补偿值,通过补偿确保多传感器实现振动信号的同步动态采集。实验结果表明:在多传感模式下,这种方法降低了外部的随机迟滞干扰,在随机激励作用下采集到的掘进机多传感振动信号波形与实际波形相符。

掘进机随机振动信号同步采集误差补偿方法

掘进机工作环境较为恶劣,振动信号中掺杂大量干扰信号,信号采集过程中存在随机迟滞现象,导致采集的掘进机振动信号误差较大,为此提出一种掘进机随机振动信号同步采集误差补偿方法。将掘进机看作多自由度系统,建立设备的运动学模型;结合掘进机运动学特征,利用虚拟激励法合理构造随机激励函数;在建立的随机激励下,选择传感器类型、安装方式和参数,根据正弦稳态校准方法需求设计校准系统,提高传感器敏感性,预测传感器输出延时,计算每次测量的同步误差和误差补偿值,经过补偿,确保多传感器实现振动信号误差的同步动态补偿。实验结果证明,所提方法减少了随机迟滞,采集到的信号波形与实际波形相符,有效实现了对采集信号的误差补偿。

随机振动信号的一种简单模拟计算方法

本文提出了一种随机振动信号的简单模拟方法 ,该方法用计算机模拟将单一正弦信号叠加优化成为随机振动的等效信号 ,使其满足已知的功率谱密度和概率密度函数 ,这种等效信号可作为激励进行线性和非线性振动系统的位移响应分析 ,由于该方法计算简单占用机时少 ,能用于计算机仿真随机激励的响应分析。

一种非稳态环境激励下线性结构的模态参数辨识方法

假定任意随机激励信号由白噪声与非白噪声信号组成,由此导出线性结构响应之间的相关函数由两部分组成,一部分与脉冲响应具有相同的数学形式,另一部分为其它形式。利用模态分解法的基本原理,把相关函数分解为各个模态函数的叠加与余项之和。这样,第一部分信号已经分解为不同的模态函数,第二部分中的周期信号也变成了模态函数。这就把非稳态环境激励下多自由度线性结构系统的模态参数辨识问题转化为类似于已知各个单自由度系统的脉冲响应进行参数辨识问题。理论和模拟实验及斜拉桥模型参数辨识实例表明,已成功地利用模态分解法进行非稳态环境激励下多自由度线性结构系统的模态参数辨识。其主要优点:一是无论是白噪声激励、稳态随机激励还是非稳态随机激励,仅根据结构的响应辨识线性结构的模态参数;二是能有效地识别出环境激励中的周期成分。

运输包装加速随机振动试验研究综述

加速随机振动试验是目前物流过程中运输包装损伤和安全性评价的重要技术手段,通过提高振动等级压缩测试时间,省时高效,减少运输包装系统优化设计周期,包括四部分:实际物流车辆振动信号的采集与分析、实验室信号模拟与再现、运输包装振动疲劳损伤与寿命评估、加速随机振动试验理论与方法。从以上四方面进行综述,总结了实际车辆振动信号统计特征和影响因素、信号模拟方法及特点,阐述了振动疲劳理论与运输包装损伤研究进展,分析了目前加速随机振动试验研究现状和不足,讨论了目前该研究领域尚未解决的问题,指出了进一步的研究方向。

基于相关辨识法的发电机励磁系统参数辨识

励磁系统参数辨识是电力系统四大参数辨识之一,其准确性对于电力系统运行控制与仿真具有极其重要的意义。文章给出了相关辨识法估计励磁系统线性环节参数的详细步骤。在Matlab/Simulink中构造待辨识的励磁系统模型,利用程序产生M序列伪随机信号并加入待辨识系统中进行参数辨识,比较了不同噪声幅值情况下的辨识结果,证明了在输入信号满足一定条件情况下,相关辨识法在励磁系统参数估计中的有效性。

随机激励下基于ICA的结构模态参数识别

简要介绍独立分量分析(ICA)的基本原理,提出将ICA方法与随机减量法(RDT)结合起来用于随机激励下结构的模态参数识别。结合数值仿真算例和振动试验分析,验证所提出方法用于随机激励下结构模态参数识别的有效性。结果表明,ICA可以准确地从结构随机振动响应信号中分离出各源信号,并同时估计出各阶模态振型向量,源信号与结构模态坐标存在一一对应关系,再结合随机减量法和单模态识别法可识别各阶模态的频率和阻尼比。该方法仅利用振动系统的输出响应进行分析,适用于随机激励下结构的工作模态参数识别。

驱动信号软件生成与随机化噪声抵消技术

本文介绍一种微机振动控制系统，该系统以微机为主控单元，硬件组成简单、紧凑，振动驱动信号的生成与控制主要由系统软件完成。在其随机信号的均衡过程中，该系统采用随机化噪声抵消技术对驱动谱进行实时修正，其均衡速度与经典的多次采样平均方式相比有较大提高。

单片机产生宽频激振信号的原理及应用

介绍以8031单片机为核心,产生快速正弦扫频信号、伪随机信号,三种不同分布的随机信号、脉冲信号等宽频激振信号的数学原理,程序框图及各类信号。对悬臂梁及MMB-1412精密外圆磨床的激振试验分析,结果证实该种方法是正确的,具有推广应用价值。

Influence of maximum decking charge on intensity of blasting vibration

Based on the character of short-time non-stationary random signal, the relationship between the maximum decking charge and energy distribution of blasting vibration signals was investigated by means of the wavelet packet method. Firstly, the characteristics of wavelet transform and wavelet packet analysis were described. Secondly, the blasting vibration signals were analyzed by wavelet packet based on software MATLAB, and the change of energy distribution curve at different frequency bands were obtained. Finally, the law of energy distribution of blasting vibration signals changing with the maximum decking charge was analyzed. The results show that with the increase of decking charge, the ratio of the energy of high frequency to total energy decreases, the dominant frequency hands of blasting vibration signals tend towards low frequency and hlasting vibration does not depend on the maximum decking charge.

一种基于LCR发散振荡响应的控制系统频率特性辨识方法

针对目前控制工程中采用的激励信号获取对象动态模型存在较高的噪信比,抗干扰能力较弱等问题,提出一种双阶跃激励信号的LCR(inductance capacitance resistance)发散振荡方法。通过从频域与时域角度分别进行理论分析,得出了该方法抗干扰能力较强的结论。并将该方法应用于控制系统频率特性辨识中,仿真实验表明,在较强干扰环境下可获得较为准确的频率特性。最后,本文的方法应用于电站锅炉的炉膛压力控制系统频率特性分析中,与点频滤波器方法相比获得了更加贴近实际的频率特性。仿真实验和实际应用结果表明了本文方法的正确性和有效性。

随机激励下结构突发性损伤检测方法的比较

受到随机激励的结构在服役过程中突发损伤时,会导致结构局部刚度的突然下降,从而引起结构振动响应的突然变化,从振动响应中提取信息来检测结构的突发损伤,可实现结构损伤的在线监测。通过一个随机激励下框架结构模型的突发损伤在线检测实验,对比研究了经验模分解方法以及高通滤波方法在结构突发损伤检测中的可行性和有效性。结果表明:结构的突发性损伤会使损伤部位相邻结构的振动响应幅值发生突变,并使振动响应信号在损伤时刻附近出现高频成分。采用EMD分解方法的间歇检验滤波和常规高通滤波方法都可以将响应信号中的高频成分分离出来,并以此为指标进行突发损伤的在线检测,而且可以准确检测出突发损伤发生的时刻和位置。

某型货车实测路面激励响应谱峭度分析

以某型货车为研究对象,在某试验场进行了整车路面激励响应谱采集。详细介绍了测点布局,信号采集方法、仪器、设备以及测试流程;为提高数据采集的真实性和可靠性,对信号进行了异常点判别与剔除、趋势项消除、平稳性检测等处理,再统计分析获得其功率谱密度和峭度分布规律,表明公路运输环境下装备运输过程多为超高斯随机振动。论文可为非高斯信息分析和规律研究提供数据支撑,还可为室内道路模拟试验载荷谱强化、非高斯运输振动疲劳损伤加速模型及加速试验方法等提供借鉴和参考。

基于机载1394B总线采集系统的SIPI仿真激励研究

为解决1394B总线信号完整性与电源完整性仿真中的激励问题,探究机载总线测试设备工作中的最坏工作环境,围绕最坏情况激励进行了研究;基于同步开关噪声原理,通过将不同占空比选通波产生的激励导入3种机载1394B总线采集模块的仿真环境中,研究不同选通波占空比对系统输出眼图的影响;在原有总线采集模块仿真环境中,1/2占空比的选通波产生的结果激励相比于3/4占空比的情况,输出眼图的眼高减少85 mV,眼宽减少3.56 ps;在不同电源网络传输性能和信号网络传输性能下,1/2占空比选通波产生的激励都为最坏情况激励;研究成果可为国产化高速总线采集板卡的集成设计提供借鉴,并为总线采集过程中的故障排除提供思路。

基于声发射信号分析的螺栓松动识别

利用小波包分析技术对随机激励下法兰螺栓联接结构2次声发射信号进行研究,提取声发射信号随螺栓松动变化的特征量。首先,对螺栓联接结构声发射信号进行小波包分析,得到了声发射信号在不同频带上的能量分布图。然后,总结了随机激励螺栓联接结构声发射信号频带能量的分布规律。分析结果发现螺栓松动变化影响声发射信号频带能量的分布规律,预紧力越大,各频带能量越小;优势频带的能量特性随着预紧力的变化越明显。

受随机激励减振器的动态信号分析与特性识别

高速铁路用的轨道减振器(或垫)、抗地震用的隔震支座等重要产品,在使用过程中均受到随机激励,利用动态信号系统对其特性描述或产品在生产过程中的检验和检测,具有方便、易行、可靠等特点。作者提出了使用仪器对包括信号采集和信号分析在内的测试方法,并对实际产品进行测试与分析,获取的特性描述,这些对于工程应用具有借鉴和参考作用。