Page 148 - 《爆炸与冲击》2026年第5期

第 46 卷 罗瑶嘉，等： 基于变分模态分解处理的冲击波压力长短期记忆网络系统建模 第 5 期

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Response signal 1 BLIMF1 Response signal 1 3
300 SSA-VMD method 5 SSA-VMD method
The inverse filtering method The inverse filtering method 2
200 300 4 Low frequency signal (BLIMF1)
p/kPa 100 200 Amplitude/kPa 3 Distortion 1
100
0
0.4 0.5 2 0
0 1 160 180 200
0
Response signal 2 BLIMF1 Response signal 2
150 SSA-VMD method 3 SSA-VMD method
The inverse filtering method The inverse filtering method
p/kPa 100 150 Amplitude/kPa 2 Low frequency signal (BLIMF1)
100
50 50 0
0.4 0.5 1
0
0 0.5 1.0 1.5 2.0 0 100 200 900
Time/ms f/kHz
(a) Compensation effect in the time domain (b) Compensation effect in the frequency domain

图 11 SSA-VMD 与反滤波的补偿结果实测对比
Fig. 11 Comparison of results between SSA-VMD and inverse filtering
150 75 100

100 0.1 Hz 50 0.2 Hz 50 0.3 Hz
50
25
p/kPa −50 0 p/kPa −25 0 p/kPa 0
−100 −50 −50
−150 −75 −100
0 10 20 30 40 0 10 20 0 10
Time/ms Time/ms Time/ms
200 0.5 Hz 200 0.6 Hz 300 0.7 Hz
100 100 150
p/kPa −100 0 p/kPa −100 0 p/kPa 0
−200 −200 −150
−300
0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 0 2 4 6
Time/ms Time/ms Time/ms
300 0.9 Hz 300 1 Hz 400 3 Hz
150 150 200
p/kPa −130 0 p/kPa −150 0 p/kPa 0
−300 −300 −200
−400
0 2 4 0 2 4 0 0.4 0.8 1.2 1.6
Time/ms Time/ms Time/ms
(a) Sinusoidal pressure calibration platform (b) Partial frequency sinusoidal signal response curves

图 12 基于正弦发生器的传感器低频动态响应信号变化规律
Fig. 12 Variation patterns in low-frequency response signals of the sensor tested with a sine generator
从 0.1～10 Hz 的正弦采集信号变化规律中可知，在 3～10 Hz 范围内峰峰值基本稳定在 500 kPa。基于
500 kPa 的参考压力值，将各正弦采集信号的峰峰值（kPa）转换为分贝值（dB）形式，换算根据幅值类物理
量的对数缩放规则，具体为：

A = 20lg(p v-v /p ref ) (25)
式中：A 为信号峰值的相对大小，单位为分贝；p v- v 为采集信号峰峰值，p 为参考压力值。根据换算后的
f
re
各频率下幅值分贝，可以得出传感器系统的 0.1～10 Hz 范围内幅频特性如图 13 所示。采用 MATLAB
的频域有理函数拟合可得低频段传递函数近似为：
0.222 8s
H l (t) = (26)
0.222 8s+1
对 y (t) 进行低频补偿处理。由图 14 所示的 3 组响应信号的处理前后变化曲线可知，较未处理信号
h
y (t) 相比，低频补偿处理使信号的振荡进一步减小至 37%，p(t) 符合典型冲击波曲线趋势。
h

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