(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221084315 5.6 (22)申请日 2022.07.18 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100191 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 彭朝琴　关鹏宇　李万国　陈娟　 付永领　杜畅　 (74)专利代理 机构 北京慕达星云知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 11465 专利代理师 符继超 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G01H 17/00(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种小尺寸圆柱体空间振动模态测量结果 的验证方法 (57)摘要 本发明涉及一种小尺寸圆柱体空间振动模 态测量结果的验证方法， 具体通过仿真模型实现 验证， 首先对仿真模型进行优化， 即采集待测圆 柱体的激励信号和响应信号， 将 激励信号作为所 述数学模型的输入， 响应信号作为输出， 设定固 有频率， 得到模型参数， 将模型参数输入至物理 模型， 通过物理模型输出的频响函数与实际测得 的频响函数进行比对， 实现优化； 然后使用不同 的激振信号， 利用优化的所述仿真模型进行验 证。 该方法通过构建小尺寸圆柱体空间振动模态 测量的物理模 型， 联合数学模型对其参数进行识 别， 从而得到更加准确的拟合参数， 克服了物理 模型阻尼比由经验得出的缺陷， 同时通过实验测 量结果对仿真模 型进行优化， 大大提升了仿真模 型验证的准确性。 权利要求书1页 说明书6页 附图4页 CN 115204016 A 2022.10.18 CN 115204016 A 1.一种小尺寸圆柱体空间振动模态测量结果的验证方法， 其特征在于： 通过仿真模型 进行验证， 所述仿真模型包括数 学模型和物理模型， 验证步骤 包括： S1、 采集待测圆柱体振动的激励信号和响应信号； S2、 将所述激励信号作为所述数学模型的输入， 将所述响应信号作为所述数学模型的 输出， 设定固有频率， 得到模型参数； S3、 将所述模型参数输入到所述物理模型中， 所述物理模型用于模拟所述待测圆柱体 的振动， 输入所述模 型参数后， 输出仿 真频响函数， 将所述仿 真频响函数与实验频响函数对 比， 根据对比结果优化所述模型参数， 直至所述仿 真频响函数与实验频响函数相匹配， 得到 优化的仿真模型； S4、 利用优化的所述仿真模型对小尺寸圆柱体空间振动模态测量结果进行验证。 2.根据权利要求1所述的一种小尺寸圆柱体空间振动模态测量结果的验证方法， 所述 物理模型在COMSOL软件中搭建， 所述数 学模型在SIMUL INK中搭建。 3.根据权利要求1所述的一种小尺寸圆柱体空间振动模态测量结果的验证方法， 所述 数学模型包括三组比例环节和二阶振荡环节， 每组所述比例环节和二阶振荡环节串联连 接， 所述三组比例环 节和二阶振荡环 节并联连接。 4.根据权利要求1所述的一种小尺寸圆柱体空间振动模态测量结果的验证方法， 所述 固有频率 通过所述物理模型对所述待测圆柱体进行有限元计算获得。 5.根据权利要求1所述的一种小尺寸圆柱体空间振动模态测量结果的验证方法， 其特 征在于： 所述模 型参数包括比例系数和阻尼比， 所述阻尼比初始 值限定为0～1， 所述比例系 数初始值限定为恒大于零。 6.根据权利要求1所述的一种 小尺寸圆柱体空间振动模态测量结果的验证方法， S3 中， 通过模态置信准则判断匹配对比结果， 所述模态置信准则计算公式为： 式中， φi和φj为试验和仿真得到的振型向量。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115204016 A 2一种小尺寸圆柱体空间振动模 态测量结果 的验证方 法 技术领域 [0001]本发明涉及振动模态测量技术领域， 更具体的说是涉及 一种小尺寸圆柱体空间振 动模态测量结果的验证方法。 背景技术 [0002]测振实验通常需要传统传感器或加速度计测量数据作为基准值， 用于验证测量结 果或校准系统。 [0003]但针对微小器顶端部分圆柱体时， 两测量点距离微小但两者振动状态相距甚远， 使得加速度计传感器不能作为振动测量的标准传感器使用； 因此测量值无法通过常规方法 验证， [0004]随着科技的进步， 在各个领域出现了通过仿真建模对测试结果进行验证的方法， 但仿真建模中的阻尼比通常由经验得 出， 与实际实验中的试件物理特性偏差较大。 [0005]因此， 提供一种小尺寸圆柱体 空间振动模态测量结果的可靠验证方法是本领域技 术人员亟需解决的问题。 发明内容 [0006]有鉴于此， 本发明提供了一种小尺寸圆柱体空间振动模态测量结果的验证方法， [0007]为了实现上述目的， 本发明采用如下技 术方案： [0008]一种小尺寸圆柱体空间振动模态测量结果的验证方法， 其特征在于： 通过仿真模 型进行验证， 所述仿真模型包括数 学模型和物理模型， 验证步骤 包括： [0009]S1、 采集待测圆柱体的振动数据的激励信号和响应信号； [0010]S2、 将所述激励信号作为所述数学模型的输入， 将所述响应信号作为所述数学模 型的输出， 设定固有频率， 得到模型参数； [0011]S3、 将所述模型参数输入到所述物理模型中， 所述物理模型用于模拟所述待测圆 柱体的振动， 输入所述模型参数后， 输出仿 真频响函数， 将所述仿 真频响函数与实验频响函 数对比， 根据对比结果优化所述模型参数， 直至所述仿 真频响函数与实验频响函数相匹配， 得到优化的仿真模型； [0012]S4、 利用优化的所述仿真模型对小尺寸圆柱体空间振动模态测量结果进行验证； [0013]优选的， 所述物理模型在COMSOL软件中搭建， 所述数 学模型在SIMUL INK中搭建； [0014]优选的， 所述数学模型包括三组比例环节和二阶振荡环节， 每组所述比例环节和 二阶振荡环 节串联连接， 所述 三组比例环 节和二阶振荡环 节并联连接； [0015]优选的， 所述固有频率通过所述物理模型对所述待测圆柱体进行有限元计算获 得； [0016]优选的， 所述模型参数包括比例系数和阻尼比， 所述阻尼比初始值限定为0～1， 所 述比例系数初始值限定为恒大于零； [0017]优选的， 步骤S3中， 通过模态置信准则判断匹配对比结果， 所述模态置信准则计算说　明　书 1/6 页 3 CN 115204016 A 3