基于盲源分离技术的运行工况传递路径分析方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106706118A(43)申请公布日2017.05.24(21)申请号201611130180.0(22)申请日2016.12.09(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西路28号(72)发明人成玮褚亚鹏訾艳阳陆建涛曹宏瑞谢劲松(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人陆万寿(51)Int.Cl.G01H17/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称基于盲源分离技术的运行工况传递路径分析方法(57)摘要本发明公开了一种基于盲源分离技术的运行工况传递路径分析方法，目的在于，消除传统运行工况传递路径分析方法中振动源之间的相互串扰问题，提高了传递路径贡献量计算分析精度，首先对待分析机械系统设计试验工况并测量试验工况数据后进行盲源分离处理得到每一种试验工况下的分离信号，根据试验工况下的分离信号和目标点的响应信号建立OTPA线性系统方程并求解，得到传递率函数矩阵，然后测量实际工况下待分析机械系统的参考点响应信号并进行盲源分离处理得到分离信号，并将实际工况下的分离信号与识别出的传递率函数矩阵相乘，得到传递路径贡献量结果，对不同路径贡献量进行排序，得到各个传递路径的贡献量占比，完成运行工况传递路径分析。CN106706118ACN106706118A权利要求书1/2页1.一种基于盲源分离技术的运行工况传递路径分析方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对待分析机械系统设置若干种试验工况，选取临近振源的位置作为参考点，待分析位置为目标点；2)开机使待分析机械系统在每一种试验工况下运行，并测量每一种试验工况下参考点和目标点的响应信号，得到所有试验工况下的参考点和目标点的响应信号；3)将每一种试验工况下的参考点响应信号作为输入信号，采用盲源分离工具箱对参考点响应信号进行盲源分离处理，得到每一种试验工况下的分离信号；4)根据试验工况下的分离信号和目标点的响应信号建立OTPA线性系统方程并进行求解，得到传递率函数矩阵；5)使待分析机械系统在实际工况下运行，并测量在实际工况下参考点的响应信号；6)将实际工况下的参考点响应信号作为输入信号，采用盲源分离工具箱对参考点响应信号进行盲源分离处理，得到实际工况下的分离信号；7)将步骤6)得到的实际工况下的分离信号与步骤4)的传递率函数矩阵进行相乘，得到不同传递路径贡献量，对不同传递路径贡献量进行排序后得到各个传递路径的贡献量占比，完成运行工况传递路径分析。2.根据权利要求1所述的基于盲源分离技术的运行工况传递路径分析方法，其特征在于，所述步骤1)中试验工况的种类数量大于参考点数量。3.根据权利要求1所述的基于盲源分离技术的运行工况传递路径分析方法，其特征在于，所述步骤2)和步骤5)中采用振动加速度传感器测量响应信号。4.根据权利要求1所述的基于盲源分离技术的运行工况传递路径分析方法，其特征在于，所述的盲源分离处理具体过程如下：首先将每一种工况下的参考点响应信号写成参考点响应信号矩阵矩阵的每一行为一个参考点响应信号，将参考点响应信号矩阵输入到盲源分离工具箱中，进行计算得到每一种工况下的初始分离信号矩阵并进行快速傅里叶变换得到每一种工况下的参考点响应信号频谱矩阵和初始分离信号频谱矩阵然后根据先验知识将每一种工况下的每一个初始分离信号与每一个振动源相对应起来，从而将每一个初始分离信号频谱与每一个参考点响应信号频谱Xij对应起来，将和Xij相对照，取其中某一个未受到串扰影响的频率成分，对初始分离信号频谱进行幅值修正，初始分离信号频谱对应频率成分的幅值为对应参考点响应信号频谱对应频率成分的幅值为Xij(ω)，为比例因子，将初始分离信号频谱全频段幅值乘以比例因子得到分离信号5.根据权利要求1所述的基于盲源分离技术的运行工况传递路径分析方法，其特征在2CN106706118A权利要求书2/2页于，所述步骤4)中根据试验工况下的分离信号和目标点的响应信号构建OTPA线性系统方程，OTPA线性系统方程为：式中T为待求传递率函数矩阵，S为试验工况下分离信号矩阵，Y为试验工况下目标点响应信号矩阵，m为参考点个数，n为目标点个数，r为试验工况种类数量，s为试验工况下分离信号，y为试验工况下目标点响应信号。6.根据权利要求5所述的基于盲源分离技术的运行工况传递路径分析方法，其特征在于，所述OTPA线性系统方程的求解过程为：首先对试验工况下分离信号矩阵S进行奇异值分解，得到奇异值分解结果为：m×m式中U为正交列向量，U＝[u1,u2,...um]∈R；V为正交行向量，V＝[v1,n×nm×nv2,...vn]∈R；∑为对角矩阵，∑＝diag[σ1,σ2,...σn]∈R；σj为奇异值，σ