1.一种载荷未知条件下多点振动响应频域预测的实验装置，其特征在于，包括：线性时不变的系统、多个能产生不相关平稳随机激励的激励源、记录每个激励源载荷大小的激励传感器和布置在系统上记录系统振动的多个响应传感器，激励源每次加载的位置和方向均固定不变，所述多个响应传感器分布在系统的各个地方，位置和方向均固定不变，能反映系统的主要振动。

2.根据权利要求1所述的载荷未知条件下多点振动响应频域预测的实验装置，其特征在于，所述实验装置采用的振动结构为一端简支一端固支的梁，该振动结构作为线性系统；

采用两个不相关激励源，一个为振动台激励，由振动传感器记录振动台输入的振动激励，另一个为PCB力锤锤击激励，采用内置在力锤头部的力传感器记录力激励，且激振台的激励点和锤击的激励点的位置和方向均固定不变；所述梁结构上布置有多个振动传感器测量简支梁的振动，能反映该梁的主要振动，将所述多个振动传感器中的若干个作为已知响应点的传感器，若干个作为未知结点的传感器以用于多个响应点的振动响应预测。

3.独立载荷激励历史实验数据下基于一元线性回归模型的传递函数获取方法，其特征在于，包括：载荷未知条件下生成多点振动响应频域预测的历史实验数据：利用多个激励源多次分立施加不同谱形、不同量级的多组平稳随机载荷激励输入，而且量级逐渐增大，通过激励传感器分别测得载荷大小 其自功率谱分别为通过布置在系统上的多个响应传感器分别测得测点j的响应输出 其自功率谱分别为 其中，i表示不相关多激励源的载荷点编号，i

＝1,2,…,m，m为不相关多激励载荷个数；j为测点编号，j＝1,2,…,n，n表示所有响应测点的个数；ω表示频率；ai表示载荷点i多次分立施加的不同谱形、不同量级的载荷编号，ai＝

1,2,…,bi；bi表示多次分立施加的不同谱形、不同量级的载荷总个数；

对系统载荷点i依次单独施加平稳随机载荷激励fi，计算其自功率谱为 测得系统在该激励下的测点j的振动响应yji，并计算其自功率谱 则载荷点i对响应测点j的传递函数幅频特性|Hj,i(ω)|满足：由于载荷点i对响应测点j的传递函数幅频特性Hj,i(ω)是线性时不变系统的固有特性， 与载荷和响应无关，如果不存在测量噪声，由(1)式，载荷点i的自功率谱 和响2

应测点j的自功率谱 之间存在比例关系，其比值即传递函数模的平方|Hj,i(ω)|；

多次分立施加不同谱形、不同量级的载荷输入 其自功率谱分别为 分别测得测点j的响应输出 其自功率谱分

别为 利用一元线性回归模型(2)进行拟合，使用最小二乘

法求得斜率，得到传递函数模的平方|Hj,i(ω)|2，如式(3)所示：其中， 表示系统偏差， 表示系统偏差的估计， 表示为均值等于

0、方差为σi的白噪声， 表示响应测点j在载荷点i的bi次载荷激励下振动响应的均值， 表示载荷点i的bi次载荷的均值， 表示识别出的传递函数幅频特性的模的平方；

为验证该方法的正确性和最小二乘法可以消除测量噪声和系统弱非线性的影响，将识别出的传递函数幅频特性 与基准传递函数|Hj,i(ω)|2进行比较，以验证其识别传递函数的正确性和精度。

4.根据权利要求3所述的独立载荷激励历史实验数据下基于一元线性回归模型的传递函数获取方法，其特征在于，为了识别所有载荷点到所有响应测点的传递函数|Hj,i(ω)|2，需要做m组分立载荷激励下的响应实验，每组的实验次数bi≥1，且需要测量分立载荷激励 和所有响应测点的频域响应

5.不相关多源载荷联合激励历史数据下基于多元一次线性回归模型和最小二乘广义逆的传递函数获取方法，其特征在于，包括：

1)利用多个激励源联合产生多组不相关平稳随机激励，而且量级逐渐增大，从而实现了一种不相关多源载荷联合施加实验环境，通过激励传感器分别测得载荷大小 并计算其自功率谱 通过布置在系统上的多个响应传感器测得系统振动响应大小，同时记录m个载荷同时作用时测点的响应 并计算其功率谱 其中，q表示m个不相关多源载荷联合施加实验的次数编号，q＝1,2,…,p，p表示多次不相关多源载荷联合施加实验的总次数；i表示不相关多激励源的载荷点编号，i＝1,2,…,m，m为不相关多激励载荷个数；

j为测点编号，j＝1,2,…,n，n表示所有响应测点的个数；ω表示频率；

2)如果测点j的振动响应yj每次都是m个不相关载荷同时激励下的结果，而无法做到单个分立载荷下的响应实验，则利用多个激励源联合产生多组不相关平稳随机激励，而且量级逐渐增大，实现一种不相关多源载荷联合施加实验环境，通过激励传感器分别测得载荷大小 并计算其自功率谱 通过布置在系统上的多个响应传感器测得系统振动响应大小，记录m个载荷同时作用时测点的响应 并计算其功率谱

3)各载荷点i对响应测点j的传递函数幅频特性|Hj,i(ω)|满足：a)若不相关多源载荷联合施加实验的总次数p大于载荷输入的个数m，即p>m时，(4)式为一个超定方程，对应的解存在最小二乘广义解；

b)若不相关多源载荷联合施加实验的总次数p等于输入的个数m时，即p＝m，(4)式为一个正定问题， 为一个方阵且可逆，则(4)式对应的解为：

为验证该方法的正确性和最小二乘法可以消除测量噪声和系统弱非线性的影响，(5)式或(6)式识别出的传递函数幅频特性 可与基准传递函数|Hj,i(ω)|2进行比较，以验证其识别传递函数的正确性和精度。

c)若不相关多源载荷联合施加实验的总次数p小于输入的个数m时，即p

6.根据权利要求5所述的不相关多源载荷联合激励历史数据下基于多元一次线性回归模型和最小二乘广义逆的传递函数获取方法，其特征在于，所述传递函数获取方法需要多次不相关多源载荷联合施加实验的总次数p大于等于载荷个数m。

7.一种基于载荷识别和传递函数的多点振动响应预测方法，其特征在于，包括：将响应测点分为已知响应测点和未知响应测点；根据获得的系统传递函数以及测得的系统 工 况环 境 t下的 已 知 振动 响应 并 计算 其自 功 率 谱 对未知测点的振动响应进行预测并计算其自功率谱，并将

预测结果 与n2个未知测点的振动响应自功率谱 

进行对比，以评价基于载荷识别和传递函数的振动响

应预测的好坏；其中，j＝1,2,…,n1为已知测点的编号，n1为已知响应点个数，j＝n1+1,…,n1+h…,n1+n2为未知测点的编号，h为未知测点的测点序号，h＝1,2,…,n2，n2为未知响应点个数，n＝n1+n2表示所有响应测点的个数；ω表示频率；

具体步骤如下：

1)求解所有m个载荷点到n1个已知测点和n2个未知测点的传递函数|Hj,i(ω)|的估计 其中，i表示不相关多激励源的载荷点编号，i＝1,2,…,m，m为不相关多激励载荷个数；

2)利用工况环境t下的n1个已知测点的振动响应自功率谱 和所有m个载荷点到已知测点的传递函数 识别工况环境t的m个不相关载荷源自功率谱 本步骤中，j＝1,2,…,n1；

由于：

得到：

识别的工况环境t的不相关多源载荷 可与真实的载荷 进行比较，以验证 其识别载荷的正确性和精度；

3)利用识别的工况环境t下的不相关多源载荷 和m个载荷点到n2个未知测点的传递函数的估计 来预测n2个未知测点的振动响应自功率谱 本步骤中，j＝n1+1,…,n1+h,…,n1+n2，h＝1,2,…,n2；

由于：

得到：

8.根据权利要求7所述的基于载荷识别和传递函数的多点振动响应预测方法，其特征在于，所述多点振动响应预测方法需要已知的振动响应数据个数大于等于工况环境t下不相关多源载荷个数，即n1≥m。