Data-SSI与图论聚类结合识别果树固有频率

许林云，韩元顺，陈 青，姜 东，金 晶

Data-SSI与图论聚类结合识别果树固有频率

许林云，韩元顺，陈 青，姜 东，金 晶

（南京林业大学机械电子工程学院，南京 210037）

果树的固有频率是林果振动采收机械设计的重要依据之一。为有效识别果树的固有频率，该研究提出了基于数据驱动随机子空间Data-SSI（Data-driven Stochastic Subspace Identification）法与图论聚类稳定图相结合、仅以果树的输出响应信号对果树进行固有频率识别的方法，以尽量减少人为主观因素的影响。将该方法用于一棵室内小型银杏树和一棵室外较大银杏树固有频率的识别并与冲击力锤频谱测试结果进行对比分析。结果表明，室内小型果树在随机激励下采用本文方法识别结果与频谱试验结果最大相对误差为4.17%；室外大型果树在环境激励下所提方法识别结果与频谱试验结果平均相对误差为2.88%，最大相对误差为6.02%。本文方法对仅基于输出响应信号的果树固有频率识别具有一定可行性，可为果树智能化共振采收时快速准确确定共振频率提供参考。

振动；收获；固有频率；Data-SSI法；图论聚类

0 引 言

机械振动采收是林果机械化收获作业的有效手段之一[1]，根据激振位置的不同主要分为树干式、树枝式与树冠式。树干式或树枝式振动采收机械利用一定形式的激振设备对树干或树枝施加振动激励，强迫果树振动，使果实产生惯性力，当果实惯性力大于果实的果柄结合力，果实脱落[2]。国内外学者针对振动参数对振动采收的影响、果树的模态和振动响应等方面进行了大量的研究。……