低相干函数频响函数的无偏差估计方法

本文详细分析了现有输入噪声模型和输出噪声模型的抗噪声原理,提出了一种能同时抑制输入噪声和输出噪声的无偏差估计模型,它利用二次互功率谱代替通常估计中的自功率谱。使得由于噪声引起的误差可以通过多次平均完全消除。新估计模型的精度与输入噪声和输出噪声的水平无关,仅与统计次数有关。在输入、输出噪声不相关条件下,即使相干函数很低仍能通过多次平均获得具有足够精度的频响函数值。文章最后给出了不同噪声干扰下的(?)估计值、(?)估计值以及本文模型的(?)估计值,并与没有噪声干扰下的H_o 值进行比较。     

MIMO随机振动试验频响估计中激励和响应的同步方法

频响函数估计是多输入多输出随机振动试验控制算法中的必要环节。在振动环境试验中,通常不采集振动台的实际激励信号,而用实测的响应信号和计算机内存中的激励信号来进行系统频响函数估计。由于计算机内存中的激励信号与实际振动台上的激励信号之间在相位上存在着差异,从而导致实测的响应信号和计算机内存中的激励信号不同步。这给系统频响函数的估计带来了较大困难。为此,根据线性系统中激励和响应之间的关系,结合随机减量法,提出了一种二次相关法用于系统频响函数的估计。用该方法进行频响函数估计只需要采集响应信号。在三轴振动台上进行了对比试验,结果验证了本文所提出的二次相关法的正确性。     

一种适合于测量中动态校准建立数学模型的极大似然法

本文针对测量中动态校准实验条件的特殊性,提出了一种具有特殊噪声模型的极大似然法。此法对于其输入端干扰可忽略、输出端测量噪声近似为白噪声的系统建模尤为实用。由于这种算法无需单独估计噪声模型的阶次和参数,只需迭代估计被辨识系统模型参数,因此算法简单、准确度高、计算量小、收敛性好。文中给出了这种方法的数学推导和证明,通过实际动态校准中用此法建立动态数学模型的例子,验证了此法的有效性。     

冲击加速度传感器频域校准技术研究

为获得更为真实的传感器频响特性,利用激光干涉仪对传感器进行动态校准,在传感器输入和输出数据的基础上,确定系统模型结构、阶次,基于输出误差模型,采用系统辨识实验法,辨识传感器模型的各项参数,从而建立被校冲击加速度传感器的数学等价模型,进而将模型方程转换为传递函数,并绘制出传感器的幅频、相频特性曲线,最终实现被校传感器的冲...     

全相干多点随机激励下的模态参数识别

本文讨论全相干多点随机激励下频响函数的估计、相干函数计算及模态参数识别;设计了用单点激振模态分析设备获取多点激振下的频响函数和模态参数的方法;分析了激振力的非比例误差和非全相干误差对分析精度的影响及补偿措施;并提出了一个输入、输出噪声同时存在情况下提高频响函数估计精度的计算公式;用全相干多点激振的观点分析讨论了机床的相对式激振试验并作出了有关结论,最后对以上理论进行了工程应用考核,取得较好的效果.     

《用无偏估计方法计算简支梁的频响函数》

利用不相关信号的互功率谱多次平均趋于零的性质，推导出多输入多输出频响函数无偏估计算法，用MATLAB语言编制了该无偏估计算法的程序。使用动态信号测试系统进行了简支梁的多点激励和多点响应的振动测试，并利用MATLAB程序对实测信号进行了计算，得到了测试对象的以频响函数。利用有限元方法计算了测试对象的频响函数，对多输入多输出频响函数无偏估计算法进行了验证。     

全相位Hv频响函数估计在MIMO随机振动

首先选用对噪声抑制效果较好的Hv估计方法,然后引入对泄露有明显抑制效果的全相位FFT频谱分析方法,构成全相位Hv频响函数估计方法,改善了频响函数估计效果,减小了频响估计误差对MIMO随机振动试验控制效果的影响.最后在钢质悬臂梁上做两输入两输的Hv估计和全相位Hv估计的对比试验以及两种估计结果在MIMO随机振动试验控制的应用效果,试验结果验证了全相位Hv频响函数估计对改善了随机振动试验控制效果的有效性.     

频域响应函数估计的非参数辨识法

针对振动工程领域中频响函数的辨识估计,本文深入研究频响函数估计的非参数辨识法。在离散傅里叶变换中,考虑初始和终端状态带来的暂态泄露项和观测噪声谱项对频响函数估计的影响。为得到准确的频响函数估计值,联合频响函数、初始-终端状态和脉冲响应系数待辨识参数矢量,将频响函数估计问题转化为一个线性最小二乘优化问题。针对此线性最小二乘优化问题的特殊形式,提出一种可分离的求解过程。最后用仿真算例验证本文辨识方法的有效性。     

冲击加速度传感器系统辨识技术研究

为保证各领域复杂冲击过程中测量结果的准确、可靠,需要针对冲击加速度传感器采用系统辨识方法建立时域模型。该方法根据传感器的输入和输出数据,建立其差分方程方程形式的数学模型,并且运用引入辅助变量的最小二乘方法,实现无偏一致估计,使估计的传感器系统差分方程参数和信号噪声无关。通过对传感器系统差分模型的辨识,能够准确描述传感器系统的频域信息特征量,为准确估计被测量、评价相关不确定度和测量误差提供校准依据。     

基于振动响应传递比函数的系统识别研究进展

与频响函数反映动力系统输入-输出的关系不同,振动响应传递比函数反映的是系统输出-输出之间的关系。振动响应传递比函数可以有效地避免对系统输入的测量,近年来成为系统识别领域重要的分析手段。该文对振动响应传递比函数进行了分类,揭示了传递比函数的特性,并着重阐明了传递比函数与频响函数之间的内在联系。以此为基础,综述了局部传递比（local transmissibility）和传递比矩阵（transmissibility matrix）在结构模态参数识别、损伤识别和模型修正应用中的研究进展。最后,该文指出了基于传递比函数的系统识别存在的问题,并对将来的研究思路作出了展望。     

频响函数一种新的估计方法

利用三阶谱对高斯噪声不敏感的特点,本文提出一种频响函数新的估计方法。理论分析、数字仿真及实物试验结果表明,在零均值高斯噪声干扰下,新估计比现有的等更接近真值。     

误差白化与Kalman滤波的微硅加速度传感器动态补偿

通过模型参考的系统辨识方法建立微硅加速度传感器的动态补偿器。由于测量噪声和补偿器对传感器的频带扩展,使得补偿器的输入/输出信号存在严重的噪声干扰。在噪声干扰下,采用均方误差为代价函数的系统辨识方法,无法得到补偿器参数的无偏估计。补偿器参数的偏差和传感器频带的扩展将会使补偿器的输出信号出现严重失真和高频噪声干扰。为解决噪声对硅加速度传感器的动态补偿的影响,研究了一种新的动态补偿方法,该方法采用误差白化为代价函数的系统辨识方法得到补偿器的参数,可消除补偿器的参数在估计中的测量噪声影响,并通过卡尔曼实时滤波减小因传感器频带扩展所产生的高频噪声干扰。     

风速现场校准值的不确定度评定

风速传感器的风速现场校准主要是通过风速校验仪JJE13进行,其量值的准确可靠影响着被校传感器的输出质量。本文通过分析在现场校准自动气象站风速测量系统的过程中影响其示值误差的多种因素,从而评定了其现场校准结果的测量不确定度。     

MEMS加速度计重力法校准的实验研究

在低频范围内,受到振动位移的限制,标准振动台输出的加速度很小,致使被校加速度计的信噪比较低,产生较大的校准误差。地球重力法通过改变被校加速度计的灵敏轴与重力场的夹角,可以在低频范围内生成高达1g的加速度。本文根据这一特性设计了地球重力法校准系统,通过信号采集仪实时采集转动过程中MEMS加速度计的输出电压,并计算出在该转动频率下MEMS加速度计的灵敏度。     

一种自适应模拟舰船噪声重构方法

提出了一种自适应模拟噪声重构方法(AMNR-Adaptive Modeling Noise Reconstruction)。该方法将噪声重构过程看作未知被控连续输入、输出系统,在已知系统输入、输出特性的情况下,采用自适应模拟技术建立并在线自适应修正噪声重构系统的传输函数,实现了通过高斯随机序列对舰船噪声的重构和任意长度重构噪声波形的连续输出。实测舰船噪声重构应用实例表明,本文所提方法重构误差小、实现方便,且重构噪声波形具有连续相位,从而解决了因重构噪声非连续输出带来的带内能量泄漏和功率谱随机波动等问题。     

试验模态分析技术的进展

本文对试验模态分析技术的进展,特别是80年代发展起来的有关新技术进行了综合评述。主要内容有:试验激振技术、频响函数估计方法、试验测试设备、以及各种模态识别方法,包括单输入/多输出和多输入/多输出识别的时域和频域方法。文中强调了试验模态分析技术各环节之间的相互联系、相互影响,对于80年代已成为模态识别主流的多输入/多输出各种方法(包括作者发展的几种方法),用统一方法作了描述。最后提出了若干值得进一步研究的方向。     

多输入多输出正弦扫频试验控制新方法

研究了多输入多输出正弦扫频试验控制中信号发生、频响函数估计和控制算法等关键问题。针对步进式正弦扫频信号发生中因信号不连续而导致振动台或激振器发生冲击或损坏的问题,提出了两个不同频率的正弦信号平滑过渡的窗函数叠加延拓法,在满足扫频时间条件的同时也提高了试验控制精度;以单位正弦扫频信号作为激励,改变不同激励点的相位以产生满秩激励矩阵,运用相关积分法识别响应稳态正弦时域信号的幅值与相位,根据线性振动理论求解结构的频响函数;以多个控制点的幅值为控制对象,推导出扫频控制基本理论公式,通过参考值与反馈信号的比较来修正激励信号以满足试验条件。文末以一悬臂梁为研究对象,建立了两输入两输出正弦试验控制系统,结果表明本文提出的方法在扫频控制中取得良好的效果。     

基于频响函数求逆法的双层圆柱壳体速度场重构

从双层圆柱壳体结构水下噪声实时预报出发,基于在内壳体上布置大量传感器来监测壳体噪声的工程方法,提出了双层圆柱壳体表面速度场实时重构方法。先试验测量到不同工况下内、外壳振动频响函数,并用H4方法进行估计,再用频响函数求逆法得到内、外壳体响应间的振动传递率矩阵。实际应用时,根据内壳体上有限测点的信号实时重构出当前工况下的外壳体表面速度场,为水下噪声的实时计算提供输入。大型舱段模型试验验证表明该方法现实可行,重构出来的外壳体速度场能满足水下噪声实时预报要求。     

直流电源噪声测试仪的校准

直流电源包括直流电源模块在仪器设备中得到了广泛使用,可以夸张的说任何一台仪器都离不开直流电源。该文首先介绍直流电源输出噪声的测量方法,接着介绍了直流电源噪声测试仪的校准参数、校准所需要的标;隹器以及校准方法,并对校;隹测量不确定度进行分析。     

频响函数在压电补偿法校准系统中的应用探讨

本文探讨了频响函数在压电补偿法校准系统中的应用，简要说明了基本原理并进行了初步的实验研究，取得了较好的效果。