[发明专利]基于模态强度的振动场监测优化方法

摘要

本发明公开了一种基于模态强度的振动场监测优化方法，该方法首先通过剔除模态强度低的模态、保留高能模态，缩减用于计算的模态数量；再基于模态独立性原则，从均匀布置所需的所有传感器位置中，剔除对模态独立性贡献较小的位置，仅保留保证模态独立性有效的位置，通过多次循环迭代、每次迭代剔除一个位置，最终实现测点数量的缩减和测点位置优选。然后基于模态叠加法，仅采用数量缩减、位置优选后传感器组的测量数据，重构整个结构的振动响应场，即可获取整个结构各部位的振动响应。本发明解决了对船舶等大尺度结构作振动监测时规模过大的难题，建立了振动测量传感器数量和布置位置的优选方法，为振动监测系统提供了监测布局的简便、准确方法。

主权项

1.一种基于模态强度的振动场监测优化方法，包括以下步骤：1)将振动加速度传感器均匀布置在大尺度壳体结构表面；2)对壳体进行激励，测试各个振动响应点的振动数据；每个振动加速度传感器为一个振动响应点；3)对测试数据进行模态分析，识别各模态，并得到了各模态振型；定义模态强度作为表征第i阶模态强弱程度的数值表示,其中，m为模态总数，表示第i阶模态在第j个激励的作用点处的模态振型值，ω_i为该模态圆频率；4)计算各模态的归一化模态强度，然后根据计算结果进行模态优选，优选占总强度设定比例的强度较大的N个高能模态；5)对初始振动响应点，基于模态强度的有效独立法，从大量均匀布置在结构上的s个传感器测点位置中剔除部分位置，仅保留E个传感器测点位置，同时保证通过E个测点识别出的模态保持线性独立，并且是完备的；其中，E

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