环境激励下脉冲响应函数与相关函数的关系

单位脉冲响应函数中包含了系统所有的动力特性参数,提取系统的单位脉冲函数或频率响应函数是获取系统动态特性参数、进行系统辨识以及对系统进行健康监测与精确控制的前提。在受环境激励的系统中,由于激励无法直接测量,导致单位脉冲响应函数无法直接获取。在自然激励技术(natural excitation technique)的基础上,基于复模态系统的多输入多输出位移响应,讨论了环境激励下系统单位脉冲响应函数与响应的相关函数之间的关系。基于实模态系统并将质量矩阵进一步假设为对角矩阵,辨识出系统所受环境激励的强度分布。根据辨识的模态参数以及环境激励的强度,由响应的相关函数重构了系统的单位脉冲响应函数。最后通过仿真进一步验证了文中的结论。     

模态参数识别的单位脉冲响应函数法

本文详细地阐述了模态参数识别的单位脉冲响应函数法的原理和应用。在此方法中引入了“模态置信因子”的概念。用在此基础上编制的计算机程序,由单位脉冲响应的试验数据,实际地计算了机床主轴系统的模态参数。     

斜变滤波器时域加窗对图像重建的影响

提出了斜变滤波器的单位脉冲响应的时域加窗方法。 斜变滤波器的单位脉冲响应应取奇数个点并偶对称,以保证其严格零相位。可以用来截取单位脉冲响应的窗函数有矩形窗、三角窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等。仿真实验表明,矩形窗精度最好,三角窗因过度地压低了第一旁瓣,精度最差,其余窗对应的CT图像的精度介于两者之间。在对斜变滤波器的单位脉冲响应截断时应该使用矩形窗。     

二维弹性波散射时域Born近似

本文探讨了非零面积缺陷对一种典型脉冲波（称之为基脉冲）散射的正反问题。利用平面简谐波人射时弹性波散射场的频域Born近似解,通过Fourier变换,给出了散射体（或者说缺陷）对基脉冲入射时的脉冲响应函数（称之为基脉冲响应函数）,并通过Radon变换法建立了散射体特征函数与基脉冲响应函数的关系式,模拟识别结果表明时域Born近似方法对无损检测技术具有潜在的应用价值。     

提高脉冲响应函数检测精度的研究

结构的单位脉冲响应函数(IRF)检测是一项具有重大理论和实践意义的工作,但是,该项研究远未引起足够的重视。本文在分析频响函数(FRF)实虚部特性的基础上,提出对经典IRF检测方法(FRF富氏逆变换)的两项改进,它们是:补偿修正法和FRF虚部变换法。数值模拟计算和试验数据处理表明,改进方法显著地提高了IRF的检测精度。     

环境激励下基于相关函数的脉冲响应函数重构

在白噪声激励下,结构响应的相关函数作为脉冲响应函数的近似可以进行模态参数辨识,但其物理意义始终缺乏明确解释;相比于脉冲响应函数,基于相关函数的辨识缺少了模态参与因子或者说质量信息,这也是工况模态分析(OMA)方法的主要缺陷。简要回顾了复模态下的自然激励技术原理,证明了白噪声激励下位移响应的相关函数等价于系统在特定初始条件下的自由响应,给出相应初始条件的计算方法;进一步提出了一种系统质量分布的辨识方法,并藉此重构得到系统脉冲响应函数。讨论了相关函数误差与信号时长及激励带宽之间的关系。通过仿真和试验验证了所得结论。     

浅海传播数据简正模模型分析

声在海洋中的传播是认识所有其他水声现象的基础,因此,声传播的测量和建模是海洋声学研究中的一项基本任务,本文对浅海传播实验数据进行了初步分析;用简正模模型解释了测量的脉冲响应时间稳定性差的原因,同时还对信道系统函数的垂直空间相关性进行了估计与测量,结果表明两者的一致性比较好;另外还比较了模基匹配滤波与常规匹配滤波和基于测量的脉冲响应函数的匹配滤波三种匹配滤波的性能。虽然模基匹配滤波结果不如基于测量的脉冲响应的匹配滤波,却优于常规匹配滤波,这说明对浅海声信道建模是可行且有效的。     

基于小波和奇异值理论的西安钟楼模态参数识别

在对国家重点文物保护单位西安钟楼进行强噪声环境激励下振动监测的基础上,应用自然激励法采用不同测点的传感器记录的加速度信号的互相关函数代替系统的脉冲响应函数,选取适当的小波函数、小波尺度、中心频率和带宽频率对互相关函数进行小波分析,并根据小波变换系数的模的相角和对数导数识别频率和阻尼比信息,实现了基于小波和奇异值理论的方法对西安钟楼模态参数进行识别,并对识别结果进行对比分析,验证基于小波和奇异值理论的方法识别古建筑木结构模态参数的可行性,为古建筑的保护和研究工作提供参考。     

频域响应函数估计的非参数辨识法

针对振动工程领域中频响函数的辨识估计,本文深入研究频响函数估计的非参数辨识法。在离散傅里叶变换中,考虑初始和终端状态带来的暂态泄露项和观测噪声谱项对频响函数估计的影响。为得到准确的频响函数估计值,联合频响函数、初始-终端状态和脉冲响应系数待辨识参数矢量,将频响函数估计问题转化为一个线性最小二乘优化问题。针对此线性最小二乘优化问题的特殊形式,提出一种可分离的求解过程。最后用仿真算例验证本文辨识方法的有效性。     

基于贝叶斯压缩感知的复合材料结构冲击载荷识别研究

提出了一种基于贝叶斯压缩感知的新方法,对作用在复合材料结构上的冲击载荷时间历程进行识别。首先将复合材料结构冲击响应的动力学正问题表示为单位脉冲响应函数和冲击载荷的卷积分,时域离散化后获得冲击载荷向量与冲击响应向量之间的线性关系;然后采用一组高斯核函数作为基函数来表示未知冲击载荷时间历程,将冲击载荷识别问题转换为基函数系数的稀疏正则化重构问题;接着通过贝叶斯压缩感知方法来求解该稀疏正则化重构问题,由测量的冲击响应,获得基函数的最优稀疏系数,继而重建冲击载荷时间历程。对复合材料夹层结构的实验研究结果验证了所提出方法的有效性和可应用性。