MIMO窄带加宽带非高斯随机振动试验

doi:10.7527/S1000-6893.2022.27475

固体力学与飞行器总体设计

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MIMO窄带加宽带非高斯随机振动试验

马益, 贺旭东, 陈怀海(), 郑荣慧

南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室，南京 210016

收稿日期:2022-05-20 修回日期:2022-07-14 接受日期:2022-08-15 出版日期:2022-09-01 发布日期:2022-08-31
通讯作者: 陈怀海 E-mail:chhnuaa@nuaa.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(12202187);中国博士后面上基金(2022M721610);江苏省卓越博士后计划(2022ZB210)

Non-Gaussian random vibration testing of MIMO narrowband on broadband

Yi MA, Xudong HE, Huaihai CHEN(), Ronghui ZHENG

State Key Laboratory of Mechanics and Control for Aerospace Structures，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 210016，China

Received:2022-05-20 Revised:2022-07-14 Accepted:2022-08-15 Online:2022-09-01 Published:2022-08-31
Contact: Huaihai CHEN E-mail:chhnuaa@nuaa.edu.cn
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(12202187);China Postdoctoral Science Foundation(2022M721610);Jiangsu Funding Program for Excellent Postdoctoral Talent(2022ZB210)

摘要/Abstract

摘要：

提出了一种用于多输入多输出窄带加宽带非高斯随机振动试验方法。首先，详细分析了随机相位与非高斯随机信号偏度和峭度的关系，提出了一种可用于快速生成具有指定偏度和峭度的迭代相位调节法。其次，根据控制通道之间的耦合关系，利用各通道之间随机相位的不相关特性，实现了多通道非高斯随机信号生成的解耦。然后，将生成的非高斯随机信号作为参考输出响应，采用时域逆系统方法生成驱动信号，并利用控制算法分别对响应信号的功率谱、偏度和峭度进行控制。最后，通过三轴向振动台试验验证了本文提出的多输入多输出窄带加宽带非高斯随机振动试验方法的可行性。结果表明，控制点上加速度的功率谱被控制在了±3 dB的容差限内，满足预设的容差要求。同时，时域响应信号的峭度和偏度也满足给定的参考要求。

关键词: 多输入多输出, 非高斯随机振动, 相位调节, 峭度, 偏度

Abstract:

Non-Gaussian random vibration control testing of multi-input multi-output narrowband on broadband is proposed. Firstly， the relationship among the random phase， skewness and kurtosis of non-Gaussian random signals is analyzed， and an iteration phase adjustment method is proposed for rapid generation of non-Gaussian random signals with specified skewness and kurtosis. Secondly， the non-Gaussian random signals of multi-channels are decoupled and generated by the uncorrelation characteristic of the random phase among different channels. Taking the generated non-Gaussian random signals as the output responses， we then obtain the driving signals by the time domain inverse system method for vibration testing. The control algorithms are used to correct the PSDs， skewness and kurtosis of the response signals. Finally， the feasibility of the proposed method is verified by tri-axial shaker testing. The results show that the PSDs at the control channels can be controlled within the specified references. Meanwhile， the skewness and kurtosis of response signals in the time domain also meet the given references.

Key words: mulit-input multi-output, non-Gaussian random vibration, phase adjustment, skewness, kurtosis

中图分类号:

V216

马益, 贺旭东, 陈怀海, 郑荣慧. MIMO窄带加宽带非高斯随机振动试验[J]. 航空学报, 2023, 44(8): 227475-227475.

Yi MA, Xudong HE, Huaihai CHEN, Ronghui ZHENG. Non-Gaussian random vibration testing of MIMO narrowband on broadband[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2023, 44(8): 227475-227475.

图/表 12

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