基于改进函数拟合法的冲击载荷识别研究

作     者：邱雨晴 王磊 王晓宇 曾福明 季宏丽 裘进浩 QIU Yuqing;WANG Lei;WANG Xiaoyu;ZENG Fuming;JI Hongli;QIU Jinhao

作者机构：南京航空航天大学机械结构力学与控制国家重点实验室南京210016 北京空间飞行器总体设计部北京100094 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第58卷第3期

页      面：157-166页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0701[理学-数学] 080201[工学-机械制造及其自动化] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2021YFB3400100) 国家自然科学基金(52022039) 机械结构力学及控制国家重点实验室(南京航空航天大学)自主研究课题(MCMS-I-0521G03) 江苏高校优势学科建设工程资助项目。 

主　　题：冲击载荷 载荷识别 正则化 函数拟合 遗传算法 

摘      要：冲击载荷识别在结构设计、振动控制、健康监测等领域具有重要作用。基于经典Tikhonov正则化的冲击载荷识别方法存在识别精度、稳定性等方面存在一定的局限,近年来兴起的函数拟合法为冲击载荷识别提供了新的思路。根据冲击载荷的稀疏性质以及考虑冲击载荷的加载、卸载过程,提出基于半余弦函数拟合的冲击载荷识别方法,通过遗传算法优化半余弦基函数的区间参数,建立基于半余弦函数拟合的冲击载荷识别正则化模型,解决基于函数拟合的冲击载荷识别方法的稳定性问题。将基于半余弦函数拟合的冲击载荷识别方法、经典Tikhonov正则化方法和正交多项式拟合法分别对梁结构、桁架结构与薄板结构的有限元模型进行冲击载荷识别计算,对悬臂梁结构进行试验验证。结果表明:基于半余弦函数拟合的冲击载荷识别方法能够得到时域上的稀疏信号,识别精度高,抗噪性能好。