扩展工况传递路径分析方法改进

扩展工况传递路径分析方法改进

莫愁;陈吉清;兰凤崇

【摘要】Here,an optimal way to improve the operational-X (OPAX)transfer path analysis method's accuracy was presented to calculate dynamic stiffness using the inverse sub-structuring technology,to process measured signals with the wavelet de-noising technology,and to predict loads with a neural fuzzy logic algorithm.Taking a microbus as a user example,some data were measured including the frequency response functions (FRFs)of system level and component level,the dynamic stiffness of engine mounts,and the vibration acceleration signals of imput and response points when the microbus was running.Then,the dynamic stiffness,the loads and the transfer path contributions (TPCs)were calculated using the optimized OPAX method and the OPAX one with MATLAB procedures programmed,respectively.Taking the dynamic stiffness, the loads and TPCs obtained with the conventional transfer path analysis method or tests as benchmarks,comparing them with those calculated,the results indicated that the optimized OPAX method has a higher accuracy than the OPAX method does.This study enriched the theory of the OPAX method.%为提高扩展工况传递路径分析（OPAX）方法的精度，提出用逆子结构技术计算动刚度、测试信号降噪处理和用神经模糊逻辑算法测算载荷的改进方法。以一款微型客车为验证对象，测试系统水平和子结构水平频响函数、悬置动刚度以及车辆行驶中激励点和响应点加速度信号；利用Matlab软件建立程序，分别用改进OPAX方法和已有OPAX方法计算动刚度、载荷和传递路径贡献量；以用传统传递路径方法所

得结果或测试结果作为标杆，将这三个参数分别与之作对应比较，比较显示改进方法得到的结果具有较高的精度。所作研究也丰富了OPAX方法理论。

【期刊名称】《振动与冲击》

【年(卷),期】2015(000)008

【总页数】6页(P129-133,173)

【关键词】传递路径分析;OPAX;逆子结构技术;小波降噪;神经模糊逻辑算法

【作者】莫愁;陈吉清;兰凤崇

【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院，广州 510640;华南理工大学机械与汽车工程学院，广州 510640;华南理工大学机械与汽车工程学院，广州510640

【正文语种】中文

【中图分类】TB53;U461

第一作者莫愁男，博士，工程师，1978年10月生

通信作者陈吉清女，博士，教授，博士生导师，1966年生

Improvement of operational-X transfer path analysis method

Key words:transfer path analysis; OPAX; inverse sub-structuring technology; wavelet de-noising; neural fuzzy logic algorithm

传递路径分析(Transfer Path Analysis，TPA)是声源和/或振动源识别的有效工具。传统传递路径分析(Conventional Transfer Path Analysis，CTPA)方法具有较高

的精度，但从测取数据到建立完整的传递路径分析模型一般长达30个工作日

[1]。工况传递路径分析(Operational Transfer Path Analysis，OTPA)方

法建模时间一般只需CTPA的1/4，但精度较低

[2]。一种折中了CTPA精度和OTPA效率的扩展工况传递路径分析(Operational-X Transfer Path Analysis，OPAX)方法被提出

[3]。该方法特点是利用激励点和响应点信号以及频响函数(Frequency Response Functions ，FRFs)求解动刚度，再基于动刚度，利用悬置主、被动端

的激励求解载荷。车辆行驶状态下测量所得激励和响应不可避免地掺杂有噪声，使信号在一定程度上失真，这导致OPAX方法与CTPA方法在精度上存在一定差距。

Janssens等

[3]提出OPAX方法后，康菲等

[4]应用此技术分析和解决了一款车噪声异常问题。宋海生

[5]总结了建模时使用的参考点数量、阶次数量、频率带宽与传递路径数量之间的关系。公开资料中，未见有更多对OPAX研究的报导。

本文针对OPAX方法存在的不足，作了旨在提高其精度的研究。概述了OTPA方

法理论之后，给出了逆子结构技术计算动刚度、用小波降噪技术对测试信号进行降噪和用神经模糊逻辑算法测算载荷以减少计算量的改进OPAX方法；以一辆微型

客车为对象，进行了改进方法的有效性验证。由于改进手段涉及逆子结构(Inverse Sub-structuring)、小波(Wavelet)和模糊逻辑算法(Fuzzy Logic Algorithm)因素，本文称改进方法为OTPA-IWF方法。

TPA方法基于这样一个理论：目标位置的总响应由来自不同路径的贡献量线性叠

加而得

[6]，具体到某个位置振动总量可表达如式(1)所示