主成分分析探究法激励源识别试验探究.pdfVIP

第42卷第1期 船海工程 V01．42No．1 2013年02月 SHIP0CEANENGINEERING Feb．2013 DOI：10．3963／j．issn．1671-7953．2013．01．026 主成分分析法激励源识别试验研究 李开福。李威 (华中科技大学船舶与海洋工程学院，武汉430074) 摘要：以两端弹性支撑梁为研究对象，试验测量多激励力作用下测点的时域响应，利用主成分分析法进 行激励源识别分析，验证该方法的有效性。探究识别激励源数目、主成分频谱特性及贡献率随测点分布和测 点数目变化的规律。结果表明，该方法识别的激励源数目是恒定而且正确的，而主成分频谱特性及贡献率则 随测点数目和测点分布的不同而有所变化。 关键词：主成分分析法；源识别；测点数目；测点分布 中图分类号：U661．4；0342文献标志码：A 文章编号：1671．7953(2013)01-0097-04 主成分分析法(principalcomponentanalysis， PCA)¨。1根据协方差最大的原理，使测试数据从 高维空间向低维特征空间转换，以实现压缩降维 功能，在激励源识别方面已取得应用’4o。然而， 图1 测点和激励点布置不意 测点分布和测点数目对主成分分析法激励源识别 效果影响的研究却仍是一片空白。本文以两端弹 使其输出不同频率的单频正弦激励力信号，同时 性支撑铝粱为研究对象，试验研究主成分分析法 适当调节激励力幅值大小和电压并使其稳定，在 识别激励源数目、主成分频谱特性及贡献率随测 ．，。和．，：两激励点对梁结构同时进行激励。采集 点分布和测点数目变化的规律。 各测点的加速度响应时域信号，历经一定时长的 激励后，停止采样，调小电压直至归零，关闭仪器， 1 试验 完成双激励力试验。双激励力试验中激励点．，，、 Hz。 试验对象为一两端弹性支撑的铝梁，其相关 厶所设定的激励频率分别为72．5和839．5 m、厚0．03 参数为：长1．5m，截面宽0．06 m，密 2 主成分分析法激励源识别分析 100 度2 kg／m3，弹性模量70GPa。对于弹性支 2．1 主成分分析法激励源识别验证 撑，在梁的两端各安装一隔振器。 为验证主成分分析法激励源识别的有效性， 在梁的上表面沿梁的长度方向均匀布置了 选取由3个测点(2#、3#、4#)响应数据构成的样 16个加速度响应测点，在与5#测点、11#测点与 本集进行激励源识别计算，并将其转化到频域内， 12#测点中点对应的梁的下表面布置了2个激励 分析激励源的识别效果。计算结果见图2—5。 点，分别为．，。和以。激励力试验时所需的激励力 0 是通过采用两个激振器在两个激励点进行施加 O 的。测点和激励点的布置见图1。