(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211031492.1 (22)申请日 2022.08.26 (71)申请人 南京航空航天大 学 地址 210016 江苏省南京市秦淮区御道街 29号 (72)发明人 姜金辉　包欢迎　陈爽　路浩然　 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 专利代理师 李淑静 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 基于黄金分割法的分布动载荷定阶方法及 设备 (57)摘要 本发明公开了一种基于黄金分割法的分布 动载荷定阶方法及设备， 所述方法包括： 根据频 域载荷识别理论建立响应与载荷之间的关系表 达式； 结合广义傅里叶级数展开， 将求解分布载 荷转化为求解广义傅里叶级数展开阶次及其系 数； 使用倍增法确定广义傅里叶级数展开阶次的 区间范围， 再通过黄金分割法在该区间范围内得 到最佳阶次。 本方法能快速找到分布载荷的最佳 拟合阶次， 具有较高的计算效率， 能有效提高分 布载荷识别精度。 权利要求书2页 说明书8页 附图6页 CN 115495814 A 2022.12.20 CN 115495814 A 1.一种基于 黄金分割法的分布动载荷定阶方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)根据频域载荷识别理论建立响应与载荷之间的关系表达式， 结合广义傅里叶级数 展开， 将求 解分布载荷转 化为求解广义傅里叶级数展开阶次及其系数； (2)使用倍增法确定广义傅里 叶级数展开阶次的合适区间范围[j/t,j]， 其中j为傅里 叶级数展开阶次， t 为倍增步长， 基于该合适区间范围[j /t,j]， 通过黄金分割法定位最佳阶 次。 2.根据权利要求1所述的基于黄金分割法的分布动载荷定阶方法， 其特征在于， 所述步 骤(1)包括： 在频率域内， 结构单点激励与响应之间的关系为： X(ω)＝H(ω)F(ω) 式中， X(ω)为频率 域的位移响应函数； H(ω)为相应的频响函数； F(ω)为频域力； 对于连续结构， 上式表示 为： 式中， x,k分别为激励点和响应点 位置， 在复数域中表示 为： l为目标结构长度， 固有频率ω已知时， 分布载荷Fr(ω,x),Fi(ω,x)通过广义傅里叶级 数展开表示 为： 式中， 为第j项勒 让德多项式归一化形 式， aj,bj为勒让德多项式实部和虚部系数， j为分布载荷勒让德 多项式截断阶次， j＝1,2,. ..∞， 将Fr(x),Fi(x)代入复数域表达式： 式中， 为x点激励下k点响应的频响函数实部与虚部， 为目标结构上k点 位移响应的实部和虚部 。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115495814 A 23.根据权利要求1所述的基于黄金分割法的分布动载荷定阶方法， 其特征在于， 所述步 骤(2)中， 使用倍增法确定广义 傅里叶级数展开阶次的合 适区间范围包括： (2.1)计算分布载荷展开j阶的载荷识别最大相对误差 εj； (2.2)令j＝j ×t,c＝ceil(j/t+0.382(j ‑j/t))， 计算εc, εj， 判断εc＜εj/t且εc＜εj是否 成立， 不成立则循环执行步骤(2.2)， 直至成立则中止循环， 得到单峰区间[j/t,j]， 其中c点 为区间[j/t,j]使用黄金分割法0.382处的点， εj/t, εc, εj分别为分布载荷展开j/t,c,j阶的 载荷识别最大相对误差， cei l()表示向上 取整。 4.根据权利要求3所述的基于黄金分割法的分布动载荷定阶方法， 其特征在于， 载荷识 别最大相对误差定义为： 其中 为分布载荷实部识别相对误差， 为分布 载荷虚部识别相对误差， 计算方式如下： 式中， fr(x),fi(x)分别为测量载荷的实部和虚部， 分别为分布载荷广义傅 里叶级数展开j阶的计算载荷实部和虚部， abs()表示 求绝对值。 5.根据权利要求3所述的基于黄金分割法的分布动载荷定阶方法， 其特征在于， 所述步 骤(2)中， 通过黄金分割法定位 最佳阶次包括： (2.a)令m＝j/t,d＝m+j ‑c,计算 εd， 其中d为区间[m,j]使用黄金分割法0.618处的点， εd 为分布载荷展开d阶的载荷识别最大相对误差； (2.b)判断c＝d且j ‑d≠1是否成立， 成立则令d＝d+1并执行下一步； 否则直接执行下一 步； (2.c)判断j ‑m＞1是否成立， 成立则结束循环， 输出最佳展开阶次j； 否则执 行下一步； (2.d)判断εc＜εd是否成立， 成立则赋值j＝d,d＝c,c＝m+j ‑d； 并判断c＝d且c ‑m≠1是 否成立， 成立则令c＝c ‑1， 计算εc， 返回步骤(2.c)， 否则直接计算εc并返回步骤(2.c),若εc ＜ εd不成立， 则执 行下一步； (2.e)赋值m＝c,c＝d,d＝m+j ‑c； 并判断c＝d且j ‑d≠1是否成立， 成立则令d＝d+1， 计 算 εd， 返回步骤(2.c)， 否则直接计算 εd并返回步骤(2.c)。 6.一种计算机设备， 其特 征在于， 包括： 一个或多个处 理器； 存储器； 以及 一个或多个程序， 其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中， 并且被配置为由 所述一个或多个处理器执行， 所述程序被处理器执行时实现如权利要求1 ‑5中任一项所述 的基于黄金分割法的分布动载荷定阶方法的步骤。 7.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序被 处理器执行时实现如权利要求 1‑5中任一项所述的基于黄金分割法的分布动载荷定阶方法 的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115495814 A 3