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基于模态参数的船用雷达频综部件模型修正方法研究
| 论文题名： | 基于模态参数的船用雷达频综部件模型修正方法研究 |
| 关键词： | 船用雷达;频综部件模型;误差修正;粒子群算法;模态参数 |
| 摘要： | 船用雷达是舰船作战过程中的关键设备，为舰船提供航行避让、舰位测定、引导舰载机海上飞行以及保持实时通信等功能。相较于地面固定类雷达而言，舰载雷达的任务剖面中额外增加了振动应力，该应力是引起舰载雷达发生故障的主要原因之一。而频综部件作为舰载雷达中的一部分，其为舰载雷达提供高精度与高稳定度频率的功能，使得该部件极易受到使用环境中的振动应力影响。这种影响轻则会让频综部件在工作时产生噪声，重则可能使频综部件丧失基本功能。为确保频综部件的运行状态具有高可靠性与高稳定性的特点，需要针对该部件受到振动应力的影响情况进行分析与研究。 本文选择以某船用雷达的频综部件为研究对象，对该部件的动态特性进行了分析与研究，主要工作分别如下： 1)基于数字样机建模技术建立了频综部件的数字样机模型，并采用动力学分析方法验证了模型的有效性。首先，分别构建频综部件的 CAD 数字样机模型与FEA 数字样机模型；其次，应用有限元分析方法对数字样机模型进行求解，得出频综部件的仿真模态参数；最后，以仿真模态参数为基础完成了动力学分析。分析结果表明，由数字样机建模技术构建的频综部件模型具有合理性。 2)对频综部件进行模态试验测试，经由频响函数的模态参数识别过程获取部件的试验模态参数。首先，基于锤击法完成了频综部件的模态试验，并进行了振动数据采集；其次，对采集数据进行了相干性检查以保证试验数据的准确性；最后，经由预处理振动数据求解出频响函数，完成了频综部件的模态参数识别。试验结果表明，基于模态试验测试的提取的试验模态参数结果是准确的。 3)通过对比频综部件两类模态参数结果间的误差，确定了模型修正目标，同时基于粒子群算法实现了模型修正。首先，对两类模态参数进行比较，确定了模型修正的四个对象，分别是二阶仿真模态固有频率、二阶仿真模态振型、三阶仿真模态固有频率与三阶仿真模态振型；其次，考虑到粒子群算法中的学习因子参数会对优化过程产生动态影响，因此引入 S 型函数对实现了学习因子的动态调整，应用此方法获得了学习因子的优选取值；最后，针对模型修正时会面临解集搜索空间维度较大（四维）的问题，提出了一种寻优加速策略，将该策略与 SAPSO（基于 S型函数的自适应粒子群优化算法）算法结合，在修正了频综部件的数字样机模型的基础上，提高了算法收敛速度。 |
| 作者： | 李天鸿 |
| 专业： | 计算机科学与技术 |
| 导师： | 赵玲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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