(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111488820.6 (22)申请日 2021.12.07 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114235317 A (43)申请公布日 2022.03.25 (73)专利权人 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 张磊　臧朝平　 (74)专利代理 机构 北京华沛德权律师事务所 11302 专利代理师 曹洪进 (51)Int.Cl. G01M 7/02(2006.01) G06Q 10/04(2012.01)审查员 李琴 (54)发明名称 一种基于方波路径的不完整表面激光连续 扫描测振方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于方波路径的不完整 表面激光连续扫描测振 方法， 以实现对表面不完 整的结构工作变形的测量， 属于模态测试领域中 的连续扫描激光多普勒测振(Continuous   Scanning  Laser Doppler Vibrometry， CSLD V)。 本发明主要针对激光连续扫描无法适用于表面 非完整结构的局限性。 首先结合对 结果精度及测 试时间的需求， 选择合适的线分辨率和方波分辨 率， 规划得到首尾相连且覆 盖结构表 面的方波路 径； 然后控制激光沿扫描路径进行匀速的多周期 连续扫描并采集时域信号， 对信号进行延迟优化 等处理即可得到结构的工作变形。 该方法实现了 带孔平板 结构的连续扫描激光振动测试， 具有高 效率、 测点密集等优点， 可 以根据需求对局部分 辨率进行调整， 对进一步提高工程中的适用范围 具有重要作用。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 114235317 B 2022.12.02 CN 114235317 B 1.一种基于方波路径的不完整表面激光连续扫描测振方法， 其特征在于方波路径规 划， 激光连续扫描测试和 测试数据模态分析， 具体包括以下步骤： 步骤S1、 依据测试对象的表面特性以及激光连续扫描测试过程中激光扫描路径不能进 行跳跃以及测试距离不能突变的要求， 确定了采用方波形的扫描路径对测试对象的表面进 行覆盖； 步骤S2、 依据测试频率范围对应的所需采样频率以及测试设备运动速度因素， 选择线 分辨率， 然后依据测试设备内存大小以及测试时间的需求选择方波分辨率， 并构造首尾相 连的方波路径以覆盖被测结构整个表面； 步骤S3、 基于Polytec公司的扫描式激光测振设备PSV ‑400， 数据输出板卡和数据采集 板卡分别为NI ‑PXI‑6733高速模拟输出板卡和NI ‑PXI‑4472动态信号采集卡， 构造测试系 统， 并进行方波路径的匀速连续扫描测试， 并同时采集时域上的激光点瞬时位置信号、 激励 信号和速度响应信号； 步骤S4、 采用舍去第一个周期的测试数据的方法完全消除时域信号中的测试延迟， 再 将速度响应信号分别乘以与激励同向和正交的激励频率下的简谐信号， 然后设置低通滤波 器的阈值消除高频项， 从而获得实部及虚部振型振动分量， 其次通过对ODS信号中的极值和 路径的极值可能出现的情况进 行分析和归类， ODS信号的极值可能在路径极值方波的左侧、 右侧或者中间， 最后利用虚部最小化原则即可获得实部振型； 延迟优化的具体方式为： 在将路径信号和测试信号进行匹配时， 存在两种匹配情况需要人为参与选择， 第一种 是测试信号极值与路径信号方波的左端点相匹配， 第二种 是与右端点相匹配， 路径的方波 左右端点的索引值 为： 首先进行左端点匹配， 索引值为n0， 第一种情况视作ODS信号在n0左侧， 第二、 三种情况 时ODS信号在n0右侧和中间， 均视为在右侧； 将ODS信号从索引值n0分别向索引增大或者减小 的方向搜索， 在判断左右位置情况 的同时也需要计算得到具体的位移点数， 判定条件为在 符合条件处的前后点计算差值需要为 一正一负， 即： 其中i＝1,2,…,i0， 当i取值ne时符合条件， 则需要调整的个数为ne‑n0， 满足左正右负的原则； 对于每个路 径峰值进行上述匹配后取偏移量的平均值， 最后作为第一种匹配时的延迟点数； 把右端点 的索引值代入n0， 则得到第二种匹配时的延迟点数。 2.根据权利要求1所述的基于方波路径的不完整表面激光连续扫描测振方法， 其特征 在于使用了方波 进行路径规划， 从而实现对非完整结构表面的连续扫描测试。 3.根据权利要求1所述的基于方波路径的不完整表面激光连续扫描测振方法， 其特征权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114235317 B 2在于基于扫描式激光测振设备、 数据采集板卡和数据输出板卡， 编写了Labview测试程序， 构造了实验测试系统， 并借助离 散点测试设备进行 连续扫描测试。 4.根据权利要求1所述的基于方波路径的不完整表面激光连续扫描测振方法， 其特征 在于构造的扫描路径是 首尾相连的， 而不是往返式的。 5.根据权利要求1所述的基于方波路径的不完整表面激光连续扫描测振方法， 其特征 在于根据测试设备 条件的不同， 调节扫描运动速度以及采样总数。 6.根据权利要求1所述的基于方波路径的不完整表面激光连续扫描测振方法， 其特征 在于根据对结果局部的重 视程度， 布置方波形扫描路径， 有所侧重地进行测试。 7.根据权利要求1所述的基于方波路径的不完整表面激光连续扫描测振方法， 其特征 在于根据所需测试效率， 调整测试时间。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114235317 B 3