分布动载荷识别的并行算法研究

引入并行算法用于求解分布动载荷识别,以改善串行算法造成的大规模数学计算带来的高耗时和内存不足的问题.以一维分布动载荷识别频域法为例,利用C/C++语言编写CUDA并行计算程序,实现了一维分布动载荷识别的并行计算,通过算例证明了并行计算的准确性和高效.为提高动载荷识别中的效率提供了新的思路.     

动态载荷激励位置识别技术研究

以简支梁为研究对象,提出了一种动态载荷激励位置识别的“最小判定系数法”。预估载荷虚拟激励位置,择优选取两组加速度响应并在频域内识别虚拟激励位置处的两组当量动载荷,令其差值为最优化目标变量,则最小目标变量对应的一组虚拟激励位置即为载荷真实激励位置。仿真和实验结果表明该方法正确、可行。     

基于拟静态初值的载荷识别数值修正算法

推导拟静态法获得载荷初值及稳定不发散计算结果,分析获得初值不准确原因,推导获得新的载荷识别方法。该方法基于数值原理,利用步步修正达到减少累积误差效果,可较大程度提高计算稳定性,并将数值迭代修正方法用于有限元模型载荷识别。结果表明,该方法能较准确识别出工程中常见的多种载荷,并具有一定抗噪能力。     

基于同位加速度负反馈的振动主动控制研究

基于同位加速度传感/压电驱动的反馈方法,对用扬声器进行声激励的四面固支铝板开展多模态振动主动控制研究。根据实验模态分析的结果,确定了传感和驱动的位置。经过压电片传感/压电片驱动和加速度传感/压电片驱动两种方案的对比,选择了能观性和能控性较好的加速度传感方式。在正位置反馈控制律（positive position feedback,简称PPF）的基础上,以加速度信号进行反馈控制律的设计,提出基于加速度负反馈控制方案 (negative acceleration feedback,简称NAF),并对其进行稳定性和控制机理分析。控制时以加速度信号作为评价指标,对64和158 Hz两个模态分别进行单模态和多模态控制。结果表明,基于加速度的反馈控制可以大幅度降低铝板的振动,最大控制效果可达11 dB,远大于PPF的控制效果,对单模态和多模态均能实现有效的振动控制。     

基于虚拟仪器平台的海量数据处理分析系统开发

海量数据处理不仅对电脑的配置要求很高,而且工作量巨大.基于图形化编程语言LABVIEW,设计并开发了一套海量数据处理分析系统.针对海量数据的特点,采取分段读取和写入,同时挑选特征点显示时域图等技术.即使在个人电脑上同样可以完成海量数据进行随机读取、线性谱以及功率谱密度分析等,并且可以无人值守批处理大量数据.系统还采用了...     

基于迭代学习控制算法的弹性板主动控制及实验研究

如何更高效地实现结构的实时振动控制一直是振动工程领域不断探索的问题,而作动器则是振动主动控制研究中极为重要的一环.该文从Hamilton原理及压电材料的力-电耦合本构方程出发,建立了线弹性压电体的有限元状态空间方程,在此基础上提出一种利用被控系统实时响应作为控制输入的迭代学习控制算法,通过MATLAB仿真验证了迭代控制对弹性板模型振动控制的有效性,此后基于NI CompactRIO及LabVIEW平台搭建了振动主动控制实验系统.在实验中,以弹性翼型板为对象,对比了速度负反馈方法与迭代学习控制方法的控制效率.验证结果表明,后者的抑振效率之于前者可提高超过62％.     

微型共振音响作动器性能研究

作动器是振动主动控制系统中的重要部件,它的选择将对振动主动控制系统的控制效果具有重大的影响。对一种微型共振音响作动器的响应幅值线性度、响应相移线性度和在刚柔性基础上的频响函数曲线进行了实验研究,并基于LabVIEW平台对实验的结果进行处理分析,最后对研究结果进行了详细的总结。结果表明：1）在不同频率下,共振音响的功放大小是不一样的。在0~0.3 V各频率下,驱动器输出的力响应幅值大小是随着输入幅值呈线性变化的,在大于0.3 V的区间,是呈非线性变化的。2）在同一输入电压幅值的情况下,响应相移（相位差）随着频率的增大而减小。3）在300 Hz后输出的响应幅值趋于稳定,约为2 N。     

三维MUSIC近场噪声源识别算法仿真

为了识别三维空间内的噪声源,推导了三维MUSIC近场噪声源识别算法。在LabVIEW里进行三维MUSIC近场噪声源识别算法的仿真,仿真结果验证了该算法的有效性。针对三维MUSIC算法空间搜索计算量大的缺点,提出了改进的搜索方法:先设搜索半径为定值进行二维MUSIC谱搜索,得到噪声源的方向参数;然后确定2个方向参数进行一维MUSIC谱搜索,得到噪声源的半径参数;最后在前2次搜索确定的空间位置附近进行小范围的三维MUSIC谱搜索。改进的搜索方法使空间计算量大大减少的同时精度可以得到保证。     

基于次级通道在线辨识新算法的振动主动控制

提出一种基于改进滤波型最小均方(filtered-X least mean square,简称FXLMS)算法次级通道在线辨识方法,将其应用到结构自适应振动主动控制中。该算法可以消除主动控制环节和次级通道辨识环节相互影响,加快系统的收敛速度,并有效消除附加随机信号对待控制区域残余振动的影响,简化了系统算法的复杂度。将该方法基于LABVIEW进行振动控制仿真,从收敛性能和振动控制效果两方面进行比较,得出其改进优势。以简支梁为控制对象,用本研究方法进行结构振动主动控制的试验研究。结果表明,该控制系统对简支梁的振动响应有很好的抑制作用,说明该基于次级通道在线辨识的主动控制方法的有效性。     

基于LabVIEW的智能语音控制振动数据采集系统设计

创造性地将智能语音控制与振动数据采集系统结合起来,提出一种智能语音控制的振动数据采集系统设计方案,通过一个具体的编程案例加以实现,并通过GARTEUR飞机模型的响应试验与NI公司的signalexpress软件进行对比,从而验证系统的可行性。基于LabVIEW的智能语音控制振动数据采集系统设计,包括整体框架设计、语音控制和播报系统设计、语音命令设计、语音命令容错性设计等内容。通过智能语音控制,实验人员可在安装试验件的同时,语音设置数据采集参数,提高了工作效率;语音播报的加入,可进行软件操作提示及实时数据播报,从而降低操作难度,方便使用。