[发明专利]一种基于主成分分析的随机多参数载荷谱编制方法

权利要求书

1.一种基于主成分分析的随机多参数载荷谱编制方法，其特征在于，以构件多参数实测载荷谱为基本编谱数据，利用主成分分析方法将多参数随机载荷化为几个相互独立的载荷历程，即多参数主成分载荷历程，再对其进行峰谷值提取处理得到主成分载荷的峰谷值序列和非峰谷值点集合，进行雨流循环计数以获取主成分载荷历程的雨流循环矩阵，由此雨流循环矩阵进行载荷历程重构并随机插入非峰谷值点以获得主成分载荷重构历程，对主成分载荷历程的线性解算，就能反推获得新的多参数随机载荷谱。

2.根据权利要求1所述的基于主成分分析的多参数试验谱编制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)针对复杂机械构件的随机多参数载荷谱进行标准化处理和相关性分析，由此获得随机多参数载荷的相关性系数矩阵；

(2)利用主成分分析方法将多参数随机载荷化为几个相互独立的载荷历程，即主成分载荷历程，再对其进行峰谷值提取处理，得到随机多参数主成分载荷历程的峰谷值序列和非峰谷值点集合；

(3)针对主成分载荷峰谷值序列进行雨流循环计数以获取其雨流循环矩阵，由此雨流循环矩阵进行随机载荷历程重构，由此得到随机多参数主成分载荷重构历程；

(4)随机插入非峰谷值点以获得数据量一致的随机多参数主成分载荷重构历程；

(5)进行主成分载荷历程的线性解算，反推获得新的多参数随机载荷谱，由此得到编制完成的基于主成分分析的随机多参数随机载荷谱。

3.根据权利要求2所述的基于主成分分析的多参数试验谱编制方法，其特征在于，所述步骤(1)的具体步骤为：

(11)、以复杂机械构件的多参数实测载荷谱为基本编谱数据，针对随机多参数载荷数据进行标准化处理；设总共有p个载荷参数，n个采样时间点，记第j个载荷参数在第i个采样时间点的载荷值为f_ij，i＝1,2,...n；j＝1,2,...,p，那么实测随机多参数载荷数据矩阵F：

将实测随机多参数载荷数据矩阵F转换为标准化随机多参数载荷数据矩阵F′：

其中，为实测随机多参数载荷数据矩阵F的第j列数据的平均值，即而σ_j为实测随机多参数载荷数据矩阵F的第j列数据的标准差，

(12)、针对复杂机械构件的标准化随机多参数载荷数据矩阵F′的每一列载荷，进行相关性分析，由此获得标准化随机多参数载荷的相关性系数矩阵R；

其中，r_jk是标准化随机多参数载荷数据矩阵F′中第j列数据和第k列数据的相关系数，即第j个载荷参数与第k个载荷参数的相关系数，其计算公式如下：

其中，f′_ij、f′_ik均为标准化随机多参数载荷数据矩阵F′中元素，即第j个载荷参数与第k个载荷参数的第i个采样时间点的标准化载荷值。