基于模态参数辨识技术的虚拟动态分析仪设计

摘要

本文旨在研究振动系统的模态参数辨识技术，并结合虚拟仪器设计技术开发出一套既可独立运行又可被调用为子程序使用的动态信号分析软件模块。 论文主要对频域法中较经典的正交多项式曲线拟合识别算法和近期迅速发展的多参考点最小二乘复频域识别技术（PRLSCF或PloyMAX）进行了深入地研究，并基于这两种算法编写了模态参数分析软件。在正交多项式曲线拟合算法中，采用全局拟合并引入了稳态图的概念，以利于精确地选择系统极点。对于多参考点最小二乘复频域识别技术，先建立右矩阵分式频响模型，识别出系统极点，再通过建立和分析频率点稳态图，确定出结构的固有频率、模态阻尼比和模态参与因子，最后根据最小二乘原理识别出模态振型向量。 为能更精确地从建立的稳态图中搜寻到系统的真实极点，引入了模糊数学中聚类算法。依据稳态图中所有极点的内在联系，将其合理地聚为若干类，从而计算得系统的准确极点，为极点的选择提供有力依据。若在此基础上改善聚类算法，可有望获得突破，实现系统极点的自动选择，消除人为选择造成计算结果的差异。