(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 202211063771.6 (22)申请日 2022.09.01 (71)申请人 中国船舶集团有限公司第七一 一研 究所 地址 201108 上海市闵行区华宁路31 11号 申请人 上海齐耀重 工有限公司 (72)发明人 叶林昌　刘赟　童宗鹏　沈建平　 汤箐　 (74)专利代理 机构 深圳紫藤知识产权代理有限 公司 44570 专利代理师 黄威 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06K 9/62(2022.01) G06F 119/10(2020.01) (54)发明名称 船舶传感器测点优化方法和装置 (57)摘要 本发明提供一种船舶传感器测点优化方法 和装置， 所述方法包括： 基于待测船舶构建有限 元模型和边界元模型； 根据有限元模 型得到结构 传递函数和根据边界元模型得到声振传递函数； 根据结构传递函数得到第一测点集合， 并评估第 一测点集合中每个测点的独立性和结构传递函 数的病态 性； 根据声振传递函数获取与第一测点 集合的位置相对应的第二测点集合， 并评估第二 测点集合中每个测点的振动与 目标响应的相关 性； 根据独立性、 病态性以及相关性构建综合参 数评价准则确定目标测点集合。 基于所述目标测 点集合， 本发 明可得到振动 传感器数量较少情况 下的最优布置方案 。 权利要求书4页 说明书11页 附图5页 CN 115293006 A 2022.11.04 CN 115293006 A 1.一种船舶 传感器测点优化方法， 其特 征在于， 包括： 基于待测船舶构建有限元模型和边界元模型； 根据所述有限元模型得到结构传递函数和根据所述边界元模型得到声振传递函数， 所 述结构传递函数表示激励源至结构振动响应的函数， 所述声振传递函数表示结构振动响应 至声辐射响应的函数； 根据所述结构传递函数得到所述待测船舶的第 一测点集合， 并评估所述第 一测点集合 中每个测点的独立 性和所述结构传递 函数的病态性； 根据所述声振传递函数获取与所述第 一测点集合的位置相对应的第 二测点集合， 并评 估所述第二测点 集合中每个测点的振动与目标响应的相关性； 根据所述独立性、 所述病态性以及所述相关性构建综合参数评价准则确定目标测点集 合。 2.根据权利要求1所述的船舶传感器测点优化方法， 其特征在于， 所述基于待测船舶构 建有限元模型的步骤 包括： 基于待测船舶的结构和环境载荷构建有限元模型和边界元模型， 所述待测船舶的结构 为满足预设条件的船体模型， 所述环境载荷包括附加质量占比超过待测船舶本体质量的预 设值的载荷。 3.根据权利要求1所述的船舶传感器测点优化方法， 其特征在于， 基于待测船舶构建边 界元模型的步骤 包括： 基于所述待测船舶的辐射面构建边界元模型， 并将所述待测船舶的结构振动响应映射 到所述边界元模型的声学边界 网格。 4.根据权利要求1所述的船舶传感器测点优化方法， 其特征在于， 所述结构传递函数根 据以下的表达式获得： 其中， M表示待测船舶本体的质量矩阵， MA表示环境载荷作用产生的附加质量矩阵， K表 示待测船舶本体的刚度矩阵， KA表示环境载荷作用产生的附加刚度矩阵， ü表示加速度向 量， u表示速度向量， F表示广义力。 5.根据权利要求1所述的船舶传感器测点优化方法， 其特征在于， 所述声振传递函数根 据以下的表达式获得： 其中， 表示拉格朗日算子， Φ(r,t)表示速度势函数， c表示流体中声波速度， r表示振 动点到声学响应点的距离， t 表示时间， V 表示声场内部空间， 表示求偏导。 6.根据权利要求1所述的船舶传感器测点优化方法， 其特征在于， 根据 所述结构传递函 数得到所述待测船舶的第一测点 集合的步骤 包括： 以所述结构传递函数的各个样本点为对象， 通过中心聚类分析得到所述第一测点集 合， 所述中心聚类分析采用欧式距离作为评价指标， 其表达式为：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115293006 A 2其中， d(x,y)表示n维空间的x变量与y变量间的距离， xi表示第i个频率， yi表示第i个频 率下的结构传递 函数。 7.根据权利要求1所述的船舶传感器测点优化方法， 其特征在于， 评估所述第 一测点集 合中每个测点的独立 性和所述结构传递 函数的病态性的步骤 包括： 对所述第一测点集合的每个测点进行离散点相干分析以得到相干因子， 该相干因子同 时表征每 个测点的独立 性和反演矩阵的病态性。 8.根据权利要求7所述的船舶传感器测点优化方法， 其特征在于， 对所述第 一测点集合 的每个测点进行离 散点相干分析以得到相干因子的步骤 包括： 根据NF个激励点对应Nr个响应点 的结构传递函数， 某个频率下的结构传递函数的矩阵 表示为： 其中， 表示所有激励点H到响应点i的结构传递函数行向量， i ＝1,2,…,Nr； 定义结构传递 函数的行相干系数rik为： 其中， rik表示Hi与Hk之间的独立性， rik越趋近于0， 表示与响应点i、 k对应的结构传递函 数越独立， rik越趋近于1， 表示与响应点 i、 k对应的结构传递 函数越相似； 由所述行相干系数rik组成的相干系数矩阵表示 为： 9.根据权利要求8所述的船舶传感器测点优化方法， 其特征在于， 从所述第 一测点集合 中选择Nc个测点， | |rNc×Nc||F为F范数， 则F范数表示为： 其中， λ(s)越小， 表示一组激励点到该Nc个响应点间结构传递函数的相干性越小和矩权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115293006 A 3