虚拟振动系统建模方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本申请提供一种虚拟振动系统建模方法、装置、电子设备及存储介质，应用于振动台，其中，振动台包括：动圈和台体。该方法包括：对台体进行有限元建模以确定台体模型；对动圈进行有限元建模以确定动圈模型；根据台体模型和动圈模型确定振动台模型；分离根据振动台获取的响应信号以确定正弦信号和随机信号；分别根据正弦振动控制算法和随机振动控制算法对正弦信号和随机信号进行控制以确定正弦振动时域驱动信号和随机振动时域驱动信号；根据正弦振动时域驱动信号和随机振动时域驱动信号确定随机振动和正弦振动叠加控制程序；结合振动台模型和随机振动和正弦振动叠加控制程序建立虚拟振动系统模型。振动系统模型。振动系统模型。

【技术实现步骤摘要】
虚拟振动系统建模方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本申请涉及计算机
，尤其涉及一种虚拟振动系统建模方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]实物振动试验有随机振动+正弦振动闭环振动。闭环虚拟振动中还没有随机振动+正弦振动的虚拟振动。虚拟振动要具备相应的虚拟试方法才可以更好地结合实物振动试验并为实物振动试验服务。
[0003]目前，相关技术中的虚拟振动试验主要为有限元软件中的开环振动，闭环虚拟振动中有随机虚拟振动、正弦虚拟振动，存在着局限于有限元软件单独的开环机振动仿真，与实物振动试验的控制不同，造成虚拟实验结果准确性低的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请的目的在于提出一种虚拟振动系统建模方法、装置、电子设备及存储介质。
[0005]基于上述目的，在第一方面，本申请提供了一种虚拟振动系统建模方法，应用于振动台，其中，振动台包括：动圈和台体，所述方法包括：
[0006]对所述台体进行有限元建模以确定台体模型；
[0007]对所述动圈进行有限元建模以确定动圈模型；
[0008]根据所述台体模型和动圈模型确定振动台模型；
[0009]分离根据所述振动台获取的响应信号以确定正弦信号和随机信号；
[0010]分别根据正弦振动控制算法和随机振动控制算法对所述正弦信号和随机信号进行控制以确定正弦振动时域驱动信号和随机振动时域驱动信号；
[0011]根据所述正弦振动时域驱动信号和随机振动时域驱动信号确定随机振动和正弦振动叠加控制程序；
[0012]结合所述振动台模型和所述随机振动和正弦振动叠加控制程序建立虚拟振动系统模型。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述振动台，包括：中心刚性轴导向装置和弹簧单元；
[0014]所述根据所述台体模型和动圈模型确定振动台模型，之前还包括：
[0015]通过多点约束单元模拟所述中心刚性轴导向装置对所述动圈的导向作用；
[0016]控制全部所述多点约束单元和所述弹簧单元保留轴向平动自由度以将所述动圈模型的下部约束在台体模型上。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述对所述台体进行有限元建模以确定台体模型，进一步还包括：
[0018]对所述台体进行有限元建模以确定台体模型；包括
[0019]构建台体三维几何模型并进行有限元网格划分形成有限元模型；
[0020]调整所述台体有限元模型的密度以使所述台体有限元模型的质量和所述实物台体的质量相同；
[0021]根据所述台体有限元模型模拟所述台体以确定所述台体模型。
[0022]在一种可能的实现方式中，所述动圈进行有限元建模以确定动圈模型，进一步还包括：
[0023]获取所述动圈的模态试验结果；
[0024]构建动圈三维几何模型并进行有限元网格划分形成有限元模型；
[0025]调整所述动圈有限元模型的密度以使所述动圈有限元模型的质量和所述实物动圈的质量相同；
[0026]调整所述动圈有限元模型的弹性模量以使所述动圈有限元模型的模态仿真频率和所述动圈的模态试验结果相同；
[0027]根据所述动圈有限元模型模拟所述动圈以确定所述动圈模型。
[0028]在一种可能的实现方式中，所述分离根据所述振动台获取的响应信号以确定正弦信号和随机信号，进一步包括：
[0029]根据所述振动台采集N个正弦随机离散信号，表示为
[0030]y
n
＝y
n,s
+y
n,r n＝1,2,Λ,N
ꢀꢀꢀ
(1)
[0031]其中，y
n,r
表示随机分量，y
n,s
表示p个幅值为A
k
，频率为ω
k
，相位为Φ
k
的正弦信号；
[0032]将y
n,s
按三角公式展开，得到
[0033][0034]其中，Δt表示采样时间间隔；
[0035]式中，
[0036][0037][0038]a
k
＝A
k
sinΦ
k
[0039]b
k
＝A
k
cosΦ
k
[0040]其中，a
k
和b
k
表示正弦信号；
[0041]根据正弦随机离散信号和所述正弦信号确定随机信号。
[0042]在一种可能的实现方式中，所述分别根据正弦振动控制算法和随机振动控制算法对所述正弦信号和随机信号进行控制以确定正弦振动时域驱动信号和随机振动时域驱动信号，进一步包括：
[0043]根据随机振动控制点测量数据结合控制算法确定控制谱；
[0044]利用均衡迭代算法根据所述控制谱确定驱动谱；
[0045]根据所述驱动谱确定频谱；
[0046]根据所述频谱确定伪随机信号；
[0047]通过时域随机化操作将所述伪随机信号转化为随机振动时域驱动信号；
[0048]基于正弦振动控制算法根据正弦扫频振动试验对各频率点上的幅值进行控制和
修正以确定所述正弦振动时域驱动信号。
[0049]在第二方面，本申请提供了一种虚拟振动系统建模装置，应用于振动台，其中，振动台包括：动圈和台体，所述装置包括：
[0050]第一确定模块，被配置为对所述台体进行有限元建模以确定台体模型；
[0051]第二确定模块，被配置为对所述动圈进行有限元建模以确定动圈模型；
[0052]第三确定模块，被配置为根据所述台体模型和动圈模型确定振动台模型；
[0053]分离模块，被配置为分离根据所述振动台获取的响应信号以确定正弦信号和随机信号；
[0054]控制模块，被配置为分别根据正弦振动控制算法和随机振动控制算法对所述正弦信号和随机信号进行控制以确定正弦振动时域驱动信号和随机振动时域驱动信号；
[0055]第四确定模块，被配置为根据所述正弦振动时域驱动信号和随机振动时域驱动信号确定随机振动和正弦振动叠加控制程序；
[0056]构建模块，被配置为结合所述振动台模型和所述随机振动和正弦振动叠加控制程序建立虚拟振动系统模型。
[0057]在一种可能的实现方式中，所述振动台，包括：中心刚性轴导向装置和弹簧单元；
[0058]所述第三确定模块，进一步被配置为：
[0059]通过多点约束单元模拟所述中心刚性轴导向装置对所述动圈的导向作用；
[0060]控制全部所述多点约束单元和所述弹簧单元保留轴向平动自由度以将所述动圈模型的下部约束在台体模型上。
[0061]在第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述的虚拟振动系统建模方法。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚拟振动系统建模方法，应用于振动台，其中，振动台包括：动圈和台体，其特征在于，包括：对所述台体进行有限元建模以确定台体模型；对所述动圈进行有限元建模以确定动圈模型；根据所述台体模型和动圈模型确定振动台模型；分离根据所述振动台获取的响应信号以确定正弦信号和随机信号；分别根据正弦振动控制算法和随机振动控制算法对所述正弦信号和随机信号进行控制以确定正弦振动时域驱动信号和随机振动时域驱动信号；根据所述正弦振动时域驱动信号和随机振动时域驱动信号确定随机振动和正弦振动叠加控制程序；结合所述振动台模型和所述随机振动和正弦振动叠加控制程序建立虚拟振动系统模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述振动台，包括：中心刚性轴导向装置和弹簧单元；所述根据所述台体模型和动圈模型确定振动台模型，之前还包括：通过多点约束单元模拟所述中心刚性轴导向装置对所述动圈的导向作用；控制全部所述多点约束单元和所述弹簧单元保留轴向平动自由度以将所述动圈模型的下部约束在台体模型上。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述台体进行有限元建模以确定台体模型，进一步还包括：对所述台体进行有限元建模以确定台体模型；包括构建台体三维几何模型并进行有限元网格划分形成有限元模型；调整所述台体有限元模型的密度以使所述台体有限元模型的质量和所述实物台体的质量相同；根据所述台体有限元模型模拟所述台体以确定所述台体模型。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动圈进行有限元建模以确定动圈模型，进一步还包括：获取所述动圈的模态试验结果；构建动圈三维几何模型并进行有限元网格划分形成有限元模型；调整所述动圈有限元模型的密度以使所述动圈有限元模型的质量和所述实物动圈的质量相同；调整所述动圈有限元模型的弹性模量以使所述动圈有限元模型的模态仿真频率和所述动圈的模态试验结果相同；根据所述动圈有限元模型模拟所述动圈以确定所述动圈模型。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离根据所述振动台获取的响应信号以确定正弦信号和随机信号，进一步包括：根据所述振动台采集N个正弦随机离散信号，表示为y
n
＝y
n,s
+y
n,r
n＝1,2,Λ,N(1)其中，y
n,r
表示随机分量，y
n,s
表示p个幅值为A
k
，频率为ω
k
，相位为Φ
k
的正弦信号；
将y
n,s
按三...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵艳涛，孙佳川，李健，张文超，贾俊杰，
申请(专利权)人：航天科工防御技术研究试验中心，
类型：发明
国别省市：