基于二次调频小波变换的时变系统物理参数识别

赵宗爽，史治宇，张杰

(1.南京航空航天大学 航空学院，江苏 南京 210016；2.中国航发商用航空发动机有限责任公司，上海 201100)

0 引言

过去几十年中，针对传统时不变系统的动力学参数识别方法研究已十分成熟并逐步形成了一系列理论体系，按照识别过程中是否采用激励数据可将时不变参数识别方法分为试验模态分析(experimental modal analysis,EMA)及运行模态分析(operational modal analysis,OMA)两大类[1]。然而随着现代科技的突飞猛进和新兴领域的迅速崛起，实际工程结构中出现了越来越多的时变问题，譬如航天器中太阳能电池帆板和机械臂的展开问题；火箭和飞机高速飞行过程中，随着质量不断减小结构气动刚度随时间变化的问题；列车过桥时，随着列车位置的移动，车-桥系统的刚度和阻尼随时间变化的问题；随时间变化能自动调节结构参数的智能材料的使用问题等[2]。为了解决这类时变结构的动力学问题，研究时变结构的参数识别方法就显得尤其重要。

目前国内外学者对于时变系统参数识别问题的研究提出了一系列方法，主要可以归为两类：第一类方法主要基于短时时不变假设，应用具有局部时频分析能力的信号处理工具[3-4](短时傅里叶变换(STFT)、维纳分布(WVD)、小波变换(WT))或基于子空间模型进行参数识别，而此类方法在计算量和识别精度上难以兼顾，识别效率比较低。后有学者为解决此类问题引入了线调频小波分析工具[5]，虽有效提高了算法的识别精度和效率，但其仍是基于短时线变假设，对于非线性变化情况的识别并不理想。……