准确求解固有频率提高分段积分阻尼识别精度及其应用
2019-06-25时海涛赵晓丹
噪声与振动控制 2019年3期
时海涛,程 惠,赵晓丹
(江苏大学 汽车与交通工程学院,江苏 镇江212013)
阻尼识别在发动机结构故障诊断、噪声控制及动力响应等方面具有重要意义,有关阻尼测试的研究受到广泛重视,快速、准确地识别阻尼一直是大家关注的焦点。传统的阻尼测试方法有自由衰减法和半功率带宽法[1-2],随着研究的不断深入,很多阻尼识别方法相继被提出,如Hilbert-Huang 变换[3]、EMD-HT[4]、加逆衰减指数窗[5]和小波变换法[6]等。在工程应用中,最常用的阻尼识别方法依然是半功率带宽法,虽然此方法受频率分辨率影响,阻尼识别存在误差,特别是在小阻尼情况下识别误差较大,但是它是在做傅里叶变换后使用计算公式直接得到阻尼比,计算方便快捷。
内积相关法[7]也是一种有效的阻尼识别方法,其特点是识别小阻尼精度高,但由于受到负频率项的影响,识别大阻尼时存在一定误差,而且由于需要进行优化计算,识别速度不够快。近年提出的分段积分法[8]采用列方程推导关系公式的方法计算阻尼,具有计算速度快的特点,而且由于控制积分时间为信号半周期的倍数,消除了负频率项的影响,在大、小阻尼情况下均可有效识别。这种方法的关键是需要得到准确的振动衰减信号的有阻尼固有频率,但是由于泄漏误差和阻尼的存在,傅里叶变换只能识别出近似的信号固有频率,与真实的固有频率有偏差。本文以傅里叶变换识别的峰值频率为基础,推导出固有频率和傅里叶变换峰值频率之差的关系公式,快速求解出准确的固有频率,用于分段积分法,从而保证阻尼识别精度。……
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