载荷影响下的机电阻抗协整结构损伤识别方法

高频机电阻抗(electromechanical impedance, 简称EMI)方法利用粘贴在结构表面的压电传感器(piezoelectric transducer, 简称PZT)进行主动激励，通过连续监测和分析PZT机电导纳信号的变化评估结构的健康状态；然而EMI方法容易受到环境工况变化的影响，导致结构损伤的误报。针对此问题，采用时间序列协整方法处理及消除结构工作载荷对阻抗谱特征信号的影响。该方法是基于结构动荷载作用下PZT阻抗谱导纳信号的非平稳特征，将动荷载影响下的阻抗谱非平稳时间序列经线性组合变换成平稳时间序列，根据得到的协整余量序列有效判断结构的健康状态。为验证该方法的有效性，开展了动应力影响下铝梁结构的螺栓松动损伤识别实验。结果表明，协整消除了动态应力对EMI方法的影响，当铝梁内存在持续变化的应力时，仍可以准确识别螺栓松动。机电阻抗协整方法能够消除结构健康监测中荷载作用的影响，及时准确地进行结构损伤识别。     

Lamb波高斯混合模型螺栓松动损伤检测

螺栓连接广泛应用于多种领域,及时发现螺栓松动的位置是结构健康监测的重要课题之一。利用粘贴在铝板上的压电阵列采集Lamb波信号,提取特征参数集建立高斯混合模型。通过采集监测区域内螺栓连接结构的各种松动工况的数据建立完备的基准数据库,更新实时数据建立动态高斯混合模型,基于高斯混合模型之间概率密度分布之间的相似度最大准则,判断监测区域的各个螺栓松动情况。实验结果表明,螺栓松紧状态一致的测试样本与训练样本之间的高斯混合模型概率分布相似度值达到0.99以上,明显高于工况不匹配的相似度,该方法可有效判断监测区域每个螺栓的松紧状态。     

振动自适应模糊控制方法研究

将自适应模糊控制理论引入振动控制工程领域，提出了一种基于模糊逻辑系统的在线自学习控制方法。给出了该控制方法的学习算法及初始振动模糊控制器的产生方法。分析了该方法与其它非线性控制方法（神经网络控制）相比所具有的优点。仿真结果表明该自适应模糊控制方法能有效地抑制振动。     

Lamb波时间反转分解损伤识别方法研究

基于主动Lamb波的结构健康监测和损伤检测是目前研究的热点之一。时间反转分解方法利用发射-接收阵列可以选择性地分别聚焦定位各个散射体.由于Lamb波传播的频散和多模式特性,导致了Lamb波时间反转传递矩阵的不对称性。基于压电激励Lamb波传播过程,分析研究了Lamb波时间反转传递矩阵显著特征值数目与散射体数目的关系,进行了Lamb波传播与损伤检测的实验研究,利用Lamb波A0和S0模式传播解析解数值反向传播,定位板中各个散射体。实验结果表明了Lamb波时间反转分解损伤识别方法的有效性,能够有效识别并定位结构损伤。     

基于随机子空间方法的框架结构模态辨识实验

由于近年来随机状态空间理论在结构系统识别中的应用有了很大的发展,尤其是随机子空间辨识方法的出现使得激励未知的系统辨识(或工作模态分析)问题成为可能.应用随机子空间辨识方法,针对一个4层的钢框架模型进行了模态辨识实验研究.在宽带随机信号加正弦信号的激励过程中,利用自相关函数表现出的周期振动成份剔除虚假模态.实际辨识结果说明了该方法的有效性,固有频率和模态振型实验分析结果均与有限元计算分析结构具有良好的一致性.     

基于遗传算法的多自由度非线性振动的模糊控制方法

由于非线性系统的复杂性,难以得到基于线性控制规律的有效控制方法。本文对于复杂的多自由度非线性振动系统提出了基于遗传传算法的主动模糊控制方法。     

温变工况下的EMI螺栓松动损伤识别

环境温度变化易引起机电阻抗方法(EMI)结构健康监测的损伤误报,以螺栓组连接的铝板为对象,分别进行了温度对导纳信号的影响实验及温变工况下的螺栓松动损伤识别实验,采用平均绝对偏差与相关系数偏差量化表征导纳信号改变程度,利用信号互相关迭代算法分段补偿温度影响。结果表明,温度变化引起导纳信号的水平偏移,且偏移量随频率与温差的增加而增大,引起损伤指标变化,影响螺栓连接状态判定。通过迭代算法进行温度补偿后,极大程度消除了温度影响,有效提高了螺栓松动损伤识别的敏感程度,避免温度变化引起损伤误报。     

宽带振动主动控制的模糊自适应控制方法

由于广泛采用的自适应滤波－X LMS算法只限于线性问题，针对振动主动控制中存在的一些非线性问题，文中利用模糊逻辑系统能够逼近非线性系统的特性，提出一种模糊适应前馈主动控制方法，解决由于传感通道的非线性使得参考信号与外扰间呈非线性函数关系的主动控制问题。针对复合材料梁振动控制的数值仿真计算结果表明，该非线性模糊自适应控制方法的有效性。     

模糊自适应滤波的主动控制方法研究

由于主动控制中广泛使用的自适应滤波 - x L MS算法只适用于线性控制问题 ,针对一些非线性问题 ,本文提出利用一种非线性自适应滤波方法——基于模糊逻辑系统的自适应滤波方法来解决一类参考信号与外扰呈非线性函数关系的前馈主动控制问题。仿真结果表明 ,该模糊自适应滤波器优于线性滤波器的控制效果     

Lamb波时间反转分解损伤识别方法研究

基于主动Lamb波的结构健康监测和损伤检测是目前研究的热点之一。时间反转分解方法利用发射-接收阵列可以选择性地分别聚焦定位各个散射体.由于Lamb波传播的频散和多模式特性,导致了Lamb波时间反转传递矩阵的不对称性。基于压电激励Lamb波传播过程,分析研究了Lamb波时间反转传递矩阵显著特征值数目与散射体数目的关系,进行了Lamb波传播与损伤检测的实验研究,利用Lamb波A0和S0模式传播解析解数值反向传播,定位板中各个散射体。实验结果表明了Lamb波时间反转分解损伤识别方法的有效性,能够有效识别并定位结构损伤。