一种风机叶片的冲击载荷识别方法

摘要

本发明涉及一种风机叶片的冲击载荷识别方法，该方法基于共轭梯度最小二乘迭代算法，包括以下步骤：1)采用锤击法测量冲击载荷施加的风机叶片位置点与风机叶片的响应测点间的频响函数，通过快速傅里叶逆变换得到单位脉冲响应函数，进而解卷积获得传递矩阵；2)采用加速度传感器测量由作用于风机叶片的冲击载荷产生的加速度响应信号；3)初始化共轭梯度最小二乘迭代算法的迭代步数、待识别载荷、响应残差和迭代搜索方向；4)更新当前迭代步数下的迭代步数、待识别载荷、响应残差、共轭梯度系数和迭代搜索方向；5)判断是否满足启发式收敛终止准则；6)获得正则化的待识别载荷。

主权项

一种风机叶片的冲击载荷识别方法，该方法基于共轭梯度最小二乘迭代算法，包括如下步骤：1)测量频响函数和计算传递矩阵，采用锤击法测量冲击载荷施加的风机叶片位置点与风机叶片的加速度响应测点间的频响函数H(ω)，通过快速傅里叶逆变换得到单位脉冲响应函数h(t)，进而解卷积获得传递矩阵H，其中，ω表示圆频率变量，t表示时间变量；2)施加冲击载荷和测量加速度响应，采用加速度传感器测量由作用于风机叶片的冲击载荷产生的加速度响应信号y；3)初始化迭代步数m、待识别载荷f₀、响应残差r₀和迭代搜索方向d₀：m＝0，f₀＝0，r₀＝y‑Hf₀，d₀＝H^Tr₀；4)更新当前迭代步数m下的迭代步长α_m、待识别载荷f_m、响应残差r_m、共轭梯度系数β_m和迭代搜索方向d_m：${\alpha }_m=\frac{{\left|\right|H^T{r}_{m-1}\left|\right|}_2^2}{{\left|\right|H{d}_{m-1}\left|\right|}_2^2};$r_m＝f_m‑1+α_md_m‑1；r_m＝r_m‑1‑a_mHd_m‑1；${\beta }_m=\frac{{\left|\right|H^T{r}_m\left|\right|}_2^2}{{\left|\right|H{r}_{m-1}\left|\right|}_2^2};$d_m＝H^Tr_m+β_md_m‑1；其中，||·||₂表示向量的二范数；5)判断当前迭代步数m下的待识别载荷f_m是否满足启发式收敛终止准则η_m：η_m＝|p′_m(0)|^1/2||y‑Hf_m||₂；其中，p_m为Ritz残差多项式，可在上述迭代过程中计算得到：|p′₀(0)|＝0，|p′₁(0)|＝α₀，$p_{m+1}^{\prime }\left(0\right)|=|p_m^{\prime }\left(0\right)|+{\alpha }_m+{\alpha }_m\frac{{\beta }_m}{{\alpha }_{m-1}}\left(\right|p_m^{\prime }\left(0\right)|-|p_{m-1}^{\prime }\left(0\right)\left|\right),m\ge 1;$若启发式收敛准则有最小值，则终止迭代计算，获得重构冲击载荷的最优迭代正则化f_m；否则，迭代步数m＝m+1，返回步骤4)继续迭代计算，直到终止迭代计算，获得重构冲击载荷的最优迭代正则化解f_m。