邊 杰, 霍常青, 王 平, 唐 廣
(中國航發湖南動力機械研究所 航空發動機振動技術航空科技重點實驗室,湖南 株洲 412002)
模態固有頻率和阻尼比是兩個重要的模態參數,可為結構設計與優化、仿真計算與分析、載荷辨識與應用、故障檢測與診斷等提供重要參考,因此,結構模態參數辨識在機械振動領域有其重要意義.長期以來,模態參數尤其是阻尼比的辨識由于難度大,重復性差等特點,一直是人們研究的熱點問題.
模態參數辨識方法可分為時域法、頻域法和時頻法三種.最有代表性的時域法是對數衰減法[1],時域法往往只能處理平穩信號,并且對噪聲的干擾比較敏感,且不適用于多模態參數辨識的情況.最常用的頻域法是半功率帶寬法[2],頻域法建立在傅立葉變換的基礎之上,能進行多模態參數的辨識,但其受采樣頻率、頻率分辨率、采樣分析點數等因素的影響.實際工程中的振動信號一般為非線性非平穩信號,時域法和頻域法均不能處理非線性非平穩信號,要處理這種非線性非平穩信號,需采用時頻法.時頻法是一種新興起的模態參數辨識方法,典型的時頻法有短時傅立葉變換(STFT)[3]、小波變換(WT)[4]、經驗模態分解(EMD)[5]、局部均值分解(LMD)[6]和本征時間尺度分解(ITD)[7]等.
STFT又稱窗口傅立葉變換,其固定的時窗寬度使得時頻分辨率也是固定的,即短時傅立葉變換的頻率分辨率和時域分辨率相互影響,頻率分辨率高則時域分辨率低,反之亦然[8].WT對信……