基于遗传算法的非线性迟滞系统参数识别

研究了非线性迟滞系统的参数识别问题。在识别过程中,将非线性迟滞系统的记忆复力用双折线模型来描述,并由此模型写出非线性迟滞系统的参数识别方程。利用相干函数,把关于模型参数非线性的参数识别方程转化线性参数识别前提下的非线性函数优化问题。     

混沌激励下振动系统的非线性参数识别

本文对基于时-频相结合的非线性振动系统的参数识别问题进行了研究。首先建立含非线性参数单自由度振动系统的力学模型,将已知非线性系统产生的混沌响应作为该系统的激励， 假定其响应有若干不稳定的周期轨道组成，从混沌响应的状态空间中提取出近似周期轨道， 采用谐波平衡法识别出系统的参数，然后对识别出的参数进行误差分析。最后通过数值模拟，验证了混沌信号作为激励源对非线性系统进行参数识别的可行性。     

非线性系统参数识别的一种频域方法

在非线性振动系统的控制微分方程已知的前提下,一般能够用近似方法求出弱非线性系统的频率响应函数。本文提出了一种新的频域方法,即利用测量得到的一组频率、振幅值拟合频响曲线来识别非线性系统的参数。该问题实际是一个优化设计问题,本文用优化原理中的直接寻优方法和解非线性方程组的迭代法,对杜芬方程控制的系统进行参数识别,两者的结果是非常接近的。     

非线性结构的参数估计和系统识别

非线性结构的参数估计和系统识别是取得和验证非线性结构数学模型的一门学科.本文综述了国内外非线性结构参数估计和系统识别的发展状况,较系统地介绍了非线性结构的数学模型、单自由度、多自由度系统的参数估计方法和非参数模型的识别方法.     

局部非线性刚度阻尼系统参数识别的一种新方法

研究了具有平方非线性刚度和平方非线性阻尼的两自由度局部非线性振动系统，采用空间法来识别该系统模型的参数。利用该方法对非线性频响函数进行估计，并利用最小二乘法对模型的非线性刚度系数和非线性阻尼系数进行了优化，实验结果表明了该方法的可行性，在识别和优化汽车等局部非线性系统的物理参数方面具有一定的参考价值。     

迟滞非线性系统参数识别方法的研究

迟滞非线性既是非线性的,又是非解析的,关于它的参数识别一直是人们关注却又难以解决的问题,本文提出 了一种较好的识别迟滞非线性系统参数的方法,就是根据实测得到的系统输入－输出数据来直接识别系统的物理参数。     

一种新的非线性系统脊骨线提取方法

脊骨线对于非线性系统的判断、描述和参数识别,具有重要的意义;而现有的脊骨线提取方法大多理论上较为复杂,且有局部线性化误差较大、数据波动剧烈等问题,限制了工程应用。提出一种新的非线性系统脊骨线提取方法,该方法利用非线性系统自由振动响应的一次谐波分量,计算谐波信号峰值点的瞬时频率,可以方便地提取脊骨线;这种新的非线性系统脊骨线提取方法理论明确、简单,计算方便,易于工程应用。通过三个数值算例说明了该方法的有效性,同时将此方法应用于非线性描述,并综合讨论了非线性描述的几何方法;并基于此方法进行了非线性系统参数识别,取得了良好的效果。     

非线性参数结构系统的参数识别

本对基于时域信息的非线性参数系统参数识别问题进行了研究。首先提出了一种非线性参数系统的分类方法。然后对非线性参数系统的参数化问题进行了讨论：本提出用NEWTON RAPHSON方法进行非线性参数系统识别方程的求解，并用埃特金加速法提高迭代收敛的速度。章的最后以剪力墙参数的识别问题为例演示了本所提方法的有效性。数值算例表明，识别结果的精度和识别耗时对参数初值的选取并不敏感。     

利用结构化神经网络识别振动系统非线性特性

本文提出了振动系统非线性特性识别的结构化神经网络方法。与传统的前馈神经网络不同的是，该法把系统分为线性和非线性两部分，学习得到的神经网络可以单独识别出系统非线性模型，而不是线性与非线性综合在一起的模型。本文将其应用于振动系统非线性特性的识别。实例表明该方法是可行的。     

未知激励下的无迹卡尔曼滤波新方法

无迹卡尔曼滤波（UKF）是一种识别非线性系统的有效方法,然而传统的UKF方法需要观测外部激励,这限制了UKF的应用范围。迄今为止,国内外对未知激励情况下的UKF方法的研究还非常少。该文在传统UKF的基础上,推导出在未知激励情况下的无迹卡尔曼滤波（UKF-UI）方法的递推公式,通过对观测误差的最小化,利用非线性方程求解,识别未知外部激励,进而识别非线性结构系统状态与结构未知参数。进一步采用融合部分观测的加速度响应及位移响应,消除识别结果的漂移问题。分别通过白噪声和未知地震作用下识别非线性迟滞模型的两个数值算例,考虑观测噪声对非线性系统进行识别,从而验证提出新方法的有效性。结果表明,该文所提出的UKF-UI方法,能够在部分观测结构系统响应的情况下,有效地识别非线性结构参数和未知激励。     

用局部点振动数据重构系统物理参数

本文提出用系统的局部振动测量来识别其物理参数的一种方法。文章首先运用微分方程的算子解法，将描述结构振动的动力学方程转化为由测量点信号表示的输入输出系统参数模型，并建立该模型参数─—系统参数与物理参数间的对应关系，然后运用系统辨识技术识别出该系统参数，最后利用系统参数与物理参数间的映射关系，反推出待识别系统的物理参数。     

线性回归模型中的递推辨识及其应用

摘要：因机械系统振动响应离散差分方程可以改写为关于结构模态参数的线性回归形式,对于此线性回归形式中的结构模态参数的辨识问题可转化为系统辨识理论中线性回归模型的未知参数矢量的辨识估计问题。当系统对象在白噪声激励下,常规的最小二乘辨识法可以给出参数估计的无偏估计。当系统对象在有色噪声作用下,在常规最小二乘辨识法的基础上提出一种新的可分离迭代最小二乘辨识法。在缺乏关于噪声的统计先验信息,仅有噪声为未知但有界的情况下,提出一种带死区的最小二乘辨识法,该辨识法不仅能给出未知参数矢量的一致性无偏估计,而且还能保证参数估计值逐渐向真值靠拢,任何相邻两估计值之间的逼近程度远远小于噪声的上界。在有界噪声出现的情况下,该算法的鲁棒性可以通过在参数修正方程中引入死区的方法来增强。最后用理论上的仿真算例和弹簧-质量-阻尼系统的振动响应来验证两方法的有效性和可行性。     

有限维线性系统参数辨识问题

本文考虑一维输入输出有限维线性系统参数辨识问题。该问题源于电机系统的参数辨识。首先我们对简单参数形式的线性时不变动态系统,给出了一种精确辨识方法,并给出了这种辨识方法的误差界。这种方法能够保证辨识出的参数是最佳的；而且不用求解对应的非线性最小二乘问题,只需求一元多项式的根,从而大大减少计算量。接着我们考虑了复合参数形式的线性时变系统参数辨识问题,给出了一种近似辨识方法,并导出了该方法的误差界；该方法本质是通过求解非线性最小二乘问题来辨识参数。对于测量存在误差、误差服从区间分布的线性系统,我们给出了其等价的确定性问题,并给出了几个算例。计算结果表明,本文给出的参数辨识方法是有效的。     

Parameter identification of discrete systems via discrete Chebyshev transformation

Abstract

A new method is proposed for the parameter identification of linear time‐invariant discrete single‐input‐single‐output systems by the application of the discrete Chebyshev transformation. The input and output data sequences of a system represented by difference equation are first transformed into discrete Chebyshev spectra. Using spectrum matching, the parameter identification problem becomes the solution of a set of overdetermined simultaneous linear algebraic equations. Examples with and without noise contamination are given to illustrate the new method.     

应用时频分析方法辨识时变系统的模态参数

应用Gabor展开及Hilbert变换进行时变线性系统模态参数的辨识。利用非平稳信号的Gabor变换将结构响应信号表示在时频面上，并通过Gabor展开重构分离模态分量，建立每一阶模态的时变线性模型。对单模态时变线性模型应用Hilbert变换来辨识随时间变化的模态频率和阻尼。通过对刚度和阻尼慢变的两自由度系统模态参数的仿真辨识验证辨识方法的有效性。仿真结果表明：本文方法为时变线性系统的模态参数辨识提供了一条新的途径。     

基于正弦激励的压电加速度计模型参数辨识

针对压电加速度计常规校准无法完全满足实际机械动态量测量要求的问题,采用基于加速度计模型参数校准的方法。参数未知的线性二阶微分方程用来表示加速度计动态特性,利用绝对法振动校准加速度计频率响应数据,采用最小二乘算法确定了未知的参数的值,同时利用蒙特卡罗法确定了参数值的不确定度。最后对加速度计进行了瞬态冲击加速度校准,计算辨识所得模型在相同冲击激励下的预测输出。结果表明:瞬态冲击加速度校准与计算辨识模型结果相差不超过1%。     

高层建筑损伤识别中的补偿算法

本文在已有研究工作的基础上，提出了处理激励测量信息不完备情况下的补偿算法。此方法主要针对高层建筑动力检测中强迫激励的情况，是一种基于时域的识别方法，该方法实际上是利用客观工程实际中结构系统激励所具有的物理持征作为识别计算的辅助条件，来解决测量信息的不完备性问题。算例分析表明了该方法的可行性。     

Inverse/genetic method and its application in identification of mechanical parameters of interface in composite

In this paper, an inverse/genetic method for interfacial parameter identification is developed. The interfacial parameter identification process can be converted into an inverse approximation problem using the method which includes finite element method and genetic algorithms for searching solution. Based on the interfacial failure information obtained from experiment, the inverse approximation procedure identifying interfacial parameters is constructed by taking the advantages of genetic algorithms over traditional gradient-based search methods. The study indicates that a good prediction with relatively high accuracy of the interfacial parameters of real composite can be achieved with the proposed method. It seems that the proposed method is promising in solving a wide range of parameter identification problems in robust way.     

A dynamic approach for evaluating parameters in a numerical method

A new methodology for evaluating unknown parameters in a numerical method for solving a partial differential equation is developed. The main result is the identification of a functional form for the parameters which is derived by requiring the numerical method to yield ‘optimal’ solutions over a set of finite‐dimensional function spaces. The functional depends upon the numerical solution, the forcing function, the set of function spaces, and the definition of the optimal solution. It does not require exact or approximate analytical solutions of the continuous problem, and is derived from an extension of the variational Germano identity. This methodology is applied to the one‐dimensional, linear advection–diffusion problem to yield a non‐linear dynamic diffusivity method. It is found that this method yields results that are commensurate to the SUPG method. The same methodology is then used to evaluate the Smagorinsky eddy viscosity for the large eddy simulation of the decay of homogeneous isotropic turbulence in three dimensions. In this case the resulting method is found to be more accurate than the constant‐coefficient and the traditional dynamic versions of the Smagorinsky model. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

Numerical modeling of micro- and macro-behavior of viscoelastic porous materials

This paper presents a numerical method for solving the two-dimensional problem of a polygonal linear viscoelastic domain containing an arbitrary number of non-overlapping circular holes of arbitrary sizes. The solution of the problem is based on the use of the correspondence principle. The governing equation for the problem in the Laplace domain is a complex hypersingular boundary integral equation written in terms of the unknown transformed displacements on the boundaries of the holes and the exterior boundaries of the finite body. No specific physical model is involved in the governing equation, which means that the method is capable of handling a variety of viscoelastic models. A truncated complex Fourier series with coefficients dependent on the transform parameter is used to approximate the unknown transformed displacements on the boundaries of the holes. A truncated complex series of Chebyshev polynomials with coefficients dependent on the transform parameter is used to approximate the unknown transformed displacements on the straight boundaries of the finite body. A system of linear algebraic equations is formed using the overspecification method. The viscoelastic stresses and displacements are calculated through the viscoelastic analogs of the Kolosov–Muskhelishvili potentials, and an analytical inverse Laplace transform is used to provide the time domain solution. Using the concept of representative volume, the effective viscoelastic properties of an equivalent homogeneous material are then found directly from the corresponding constitutive equations for the average field values. Several examples are given to demonstrate the accuracy of the method. The results for the stresses and displacements are compared with the numerical solutions obtained by commercial finite element software (ANSYS). The results for the effective properties are compared with those obtained with the self-consistent and Mori–Tanaka schemes.