主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
主办单位:西北工业大学  中国航空学会
地       址:西北工业大学友谊校区航空楼
基于LSTM-CNN的结构固有频率激励下正弦载荷识别方法研究
作者:
作者单位:

1.中国民航大学;2.西南科技大学信息工程学院

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

v215.1

基金项目:

1.天津市航空装备安全性与适航技术创新中心开放基金 2.中国民航大学民航航空器适航审定技术重点实验室开放基金


Research on Sinusoidal Load Identification Method under Structural Natural Frequency Excitation Based on LSTM-CNN
Author:
Affiliation:

Civil Aviation University of China

Fund Project:

1.Tianjin Aviation Equipment Safety and Airworthiness Technology Innovation Center Open Fund2.Open Fund of the Key Laboratory of Civil Aviation Aircraft Airworthiness Certification Technology at Civil Aviation University of China

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    摘要:

    当外载荷频率达到或接近结构固有频率时,传统载荷识别方法(比如截断奇异值分解法)的识别精度会降低。为此,通过卷积网络的特征提取和长短期记忆网络的长时记忆功能建立LSTM-CNN 载荷识别模型,提出一种基于LSTM-CNN 模型的载荷识别方法,对GARTEUR 飞机模型开展载荷时域波形识别研究。通过采集结构的响应数据和激励数据进行模型训练和载荷识别,并与截断奇异值分解(TSVD)方法、长短期记忆网络(LSTM)方法和深度卷积神经网络(DCNN)方法的识别结果进行对比分析。结果表明:基于LSTM-CNN 模型的载荷识别方法可以有效应用于结构固有频率激励下正弦载荷识别问题,具有较高的识别精度和抗噪能力。

    Abstract:

    Addressing the challenge of low identification accuracy in traditional load identification methods based on the truncated singular value decomposition (TSVD) method, especially when the external load frequency approaches or reaches the natural frequency of the structure, we propose the LSTM-CNN load identification model. This model combines the feature extraction capabilities of the convolutional neural network (CNN) with the long-term memory function of the long short-term memory network (LSTM). The load identification method based on the LSTM-CNN model is then applied to research load time domain waveform identification on the GARTEUR aircraft model. For model training and load identification, we collect response data and excitation data from the structure. The identification results are compared with the TSVD method, LSTM method, and DCNN method. The findings demonstrate that the load identification method based on the LSTM-CNN model proves effective for sinusoidal load identification problems, especially under the natural frequency excitation of the structure. The method exhibits high identification accuracy and robust noise resistance capabilities.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

何文博,孙含宇,解江,张晓强.基于LSTM-CNN的结构固有频率激励下正弦载荷识别方法研究[J].航空工程进展,2024,15(5):48-57

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  • 收稿日期:2023-09-25
  • 最后修改日期:2023-12-13
  • 录用日期:2024-02-01
  • 在线发布日期: 2024-09-13
  • 出版日期: