基于现代谱估计理论的工况模态分析

大型结构如涡轮发动机，桥梁和淑海建筑等通常都处于变化非常大的一种工作环境之下，承受某种随机的环境激励，这时就需要直接利用工况条件下的响应数据提取模态参数。根据环境激励技术（NExT)的相关理论，线性结构中白噪声响应之间的相关函数与系统的脉冲响应函数具有类似的数学表达形式。本文首先将上述结论推广到复模态中，然后采用现代谱理论，运用谐波恢复的扩充的Prony方法，从相关函数中提取环境激励下的结构的模态参数，该方法由于对实模态和复模态进行了统一的处理，因而对于实模态和复模态都适用，通过仿真数值算例表明，该辨识方法对于环境激励下的系统辨识是合理有效的。     

风载和冲击载荷激励下的框架结构的模态参数辨识

通过测量框架结构在风载和冲击载荷作用下的加速度响应,使用子空间辨识方法从响应信号中提取结构的模态参数.冲击载荷能改善响应信号的信噪比,减小风载的不平稳随机干扰对参数估计的影响.在参数提取算法中,通过构造特殊形式的辨识矩阵,将特征频率、阻尼比和特征振型估计分两步完成,即先估计特征频率、阻尼比,后估计特征振型.该方法提高了密集模态在强噪声干扰下的可辨识性,同时增强了虚假特征的识别能力.     

基于响应传递率的非白随机激励仅输出结构模态参数辨识

在对工作状态的航天器等结构进行仅输出模态参数辨识时,激励非白造成了无法剔除谐波引起的虚假模态。为解决此问题,该研究对最新的基于结构响应传递率的模态参数辨识方法进行了改进,提出了一种改进的基于多参考点响应传递率的仅输出模态参数辨识方法。首先,推导了多参考点的结构响应传递率表达式,建立了其左矩阵分式多项式的参数化模型,进而给出了辨识问题的最小二乘估计,利用正则方程Jacobi矩阵的分块性质对最小二乘问题矩阵形式完成了缩减,降低了计算量;然后,通过高维伴随矩阵方法解决了矩阵多项式的特征值求解问题,即多参考多输出的模态参数求解问题,以及通过矩阵伪逆解决了现有方法中载荷工况数与响应点数和参考点数的约束问题;最后,通过两个数值算例对所提方法进行了验证,辨识结果表明:辨识方法能够很好的辨识出结构的模态频率、阻尼比和模态振型,且能够很好的避免激励中含有的谐波分量对辨识结果造成的影响,解决了传统仅输出模态参数辨识中激励非白对辨识结果造成的影响问题。     

小波—ICA联合技术在水工结构应变损伤识别中的应用

针对环境激励下的结构参数辨识问题,提出一种小波阈值和独立分量分析(Independent Component Analysis,ICA)联合辨识水流激励下水工结构模态参数的方法。利用小波阈值对原始信号进行降噪处理,减小环境激励对各响应分量间独立性的干扰,使其满足ICA的分离假定;然后运用ICA辨识结构模态参数,通过不同工况下应变模态参数的对比,实现对水工结构损伤的识别。运用该方法对水流激励下的悬臂梁模型试验进行分析研究,结果表明,联合运用小波阈值和ICA可有效辨识水工结构的模态参数,利用应变模态参数的差异可识别结构是否存在损伤。该方法为大型水工结构在水流激励下的结构模态参数辨识提供捷径,为结构的安全运行与在线监测提供参考,应用前景广阔。     

《微动隔振平台参数摄动对模态参数的影响》

针对六自由度微动隔振平台参数模型的辨识问题,分析了六自由度隔振平台的模态参数辨识方法,并基于参数摄动重分析方法,仿真分析了微动隔振平台理论模型中参数的摄动引起的模态参数的改变,以及在模态实验中对模态参数辨识精度的影响。仿真分析表明：同向支撑刚度不等使得部分原本不耦合的模态之间产生了弱耦合作用,使得系统模态频率和振型均有不同程度的变化;垂向重心位置摄动对平台模态频率的影响较大;支撑刚度及垂向重心位置偏差对模态频率的辨识影响较小,而对模态振型的辨识精度有较明显影响。     

结构应变模态参数辨识的最小二乘复频域方法

由于应变模态对结构状态的敏感性,其在结构在线健康监测和损伤识别方面比位移模态更具优势。利用应变和位移的关系,将最小二乘复频域方法应用到结构应力应变分析中,建立基于应变测量数据的结构动力学参数频域辨识方法。由于应变模态和位移模态是同一种物理状态的不同表达形式,两者在数学表达上有相似性。首先建立以应变为变量的参数化公分母模型,在此基础上将非线性最小二乘问题进行线性化,得到加权线性最小二乘的方程误差。然后采用基于缩减正则方程的算法进行求解,减少计算量,并通过对模型参数施加约束来避免参数冗余。然后,设计并搭建一个自由梁的实验结构系统,利用光纤布拉格光栅应变传感器测量结构动应变数据,根据最小二乘复频域方法,基于应变测量数据辨识得到频率和阻尼比,与传统的基于加速度测量数据的辨识结果相吻合。另外,辨识所得应变模态振型与仿真结果也具有一致性。因此,数值仿真和实验验证表明,文中提出的基于最小二乘复频域方法能够准确辨识结构应变模态。     

基于模态试验的连接结构状态表征参数研究

有效辨识螺栓连接结构的连接状态,是确保结构可靠性和安全性的基础.传统的基于模态参数辨识结构连接状态变化的方法效果不太理想,从模态理论出发,在基准模态空间中构造了相对模态复/实连接刚度两类特征参数表征结构的连接状态,并采用不同拧紧力矩下的螺栓连接梁模态试验对构造的表征参数的有效性进行了检验.结果表明,所构造的表征参数比固有频率对连接状态变化具有更好的敏感性.     

基于矩阵分式多项式时变结构模态参数最小二乘辨识

基于时间相关矩阵分式多项式传递函数模型,给出线性时变结构时频域参数化模型。以时频域参数化模型为基础,将现有广泛用于时不变结构模态参数辨识的最小二乘复指数法拓展到时频域,提出基于矩阵分式多项式模型的时频域线性时变结构模态参数最小二乘辨识方法;针对时频域最小二乘对计算资源庞大需求问题,给出基于缩减正则方程的最小二乘问题求解方法。通过对两质量连续变化三自由度时变结构仿真算例,说明最小二乘中待估参数约束对模态参数辨识影响,阐述所提线性时变结构模态参数辨识方法特点,说明方法的有效性及潜在实用性。     

几种模态参数盲辨识方法的比较研究

对一多自由度振动系统的模态参数辨识进行了仿真研究。由于该系统具有弱小模态特征，各阶特征能量相差悬殊，不同辨识方法的可辨识性、辨识精度及数值运算量都不相同。分别利用频域分解法、时频域Gabor展开方法、传统子空间辨识法、改进子空间辨识法以及基于高阶统计量的盲方法对该多自由度系统进行了模态参数辨识，分析和比较了各种盲辨识方法的辨识性能。     

密频系统模态参数辨识及其振动控制的研究进展

由于结构越来越复杂（如典型的大型柔性空间结构、准对称结构等）,系统的自由度不仅大大增加,还存在频率集聚现象。针对密频系统的模态参数辨识及其振动控制问题,从密频模态的判定准则,密频系统的模态分析方法、模态参数辨识方法,密频系统的可控性和可观性、模态截断准则以及密频系统振动控制律的设计等几个方面进行了较为全面的总结和回顾,对其中的辨识方法及判定准则作了比较。最后给出了密频系统的模态参数辨识及其振动控制中目前难以解决的问题,并指出这些方法将在卫星太阳能帆板、直升机旋翼、涡轮发动机叶片等存在密集模态的结构方面有着广阔的应用前景。     

血液细胞形态光电分析系统

用显微成像系统采集血涂片图像。分类统计白细胞、网织红细胞，实现药理实验的辅助分析。分析了光电成像系统的离焦模糊和噪声，建立了图像退化模型，并通过自适应增强和解卷积去模糊的方法提高了分析系统的性能。完成了复杂背景图像中单个细胞的检出，形态特征的提取，BP分类器的设计。测试表明，药理参数偏差不超过正负5％。     

Retrieving two-dimensional information of the subwavelength variation from far-field irradiance

An eigenvalue-problem approach of blind deconvolution is developed to retrieve the information of two-dimensional subwavelength variation from far-field irradiance with an embedded-aperture configuration with three detectors. A reference signal has been implemented to determine the scaling issue, and hence it allows the exact order of magnitude of the retrieved signals to be estimated correctly. It is shown that the subwavelength variations of a two-dimensional aperture can be identified with a precision of better than a 1% error ratio.     

Fuzzy regression approach to process modelling and optimization of epoxy dispensing

Epoxy dispensing is one of the popular processes to perform microchip encapsulation for chip-on-board (COB) packages. However, determination of proper process parameters setting for optimal quality of the encapsulation is difficult due to the complex behaviour of the encapsulant during dispensing and the uncertainties caused by fuzziness of epoxy dispensing systems. In conventional regression models, deviations between the observed values and the estimated values are supposed to be in probability distribution. However, when data is irregular, the obtained regression model has an unnaturally wide possibility range. In fact, these deviations in some processes such as epoxy dispensing can be regarded as system fuzziness that can be dealt with properly using fuzzy regression method. In this paper, a fuzzy regression approach with fuzzy intervals to process modelling of epoxy dispensing for microchip encapsulation is described. Two fuzzy regression models relating three process parameters and two quality characteristics respectively for epoxy dispensing were developed. They were then introduced to formulate a fuzzy multi-objective optimization problem. A fuzzy linear programming technique was employed to formulate the optimization model. By solving the model, an optimal setting of process parameters can be obtained. Validation experiments were conducted to evaluate the effectiveness of the proposed approach to process modelling and optimization of epoxy dispensing for microchip encapsulation.     

考虑巨震的四级地震设防水平一致风险导向定义与决策分析

合理定义不同极限状态的结构抗震能力是地震易损性分析的关键步骤。然而,极限状态的定义十分依赖工程经验,包含较强的“模糊性”。为此,有必要针对极限状态模糊性对地震易损性的影响开展全面分析。考虑10种隶属函数来描述极限状态的模糊性,考虑不同模糊度的影响,以4个不同高度不同设防烈度的钢筋混凝土框架结构为例,开展了考虑极限状态模糊性的地震易损性分析,采用模糊-概率积分方法推导获得了不同隶属函数对应的地震易损性函数。对比考虑与不考虑极限状态模糊性的地震易损性分析结果,研究了在极限状态模糊性中考虑不同隶属函数和不同模糊度对地震易损性结果的影响,给出了考虑极限状态模糊性修正的地震易损性函数。分析结果表明：采用不同隶属函数考虑极限状态模糊性对地震易损性结果影响较为显著。随着模糊度的提高,不同隶属函数对应的考虑极限状态模糊性的地震易损性分析结果差异也逐渐增加。采用该文提出的考虑极限状态模糊性修正的地震易损性函数可以较好地体现极限状态模糊性对地震易损性的影响。     

极限状态模糊性对地震易损性分析的影响研究:以钢筋混凝土框架结构为例

合理定义不同极限状态的结构抗震能力是地震易损性分析的关键步骤.然而,极限状态的定义十分依赖工程经验,包含较强的"模糊性".为此,有必要针对极限状态模糊性对地震易损性的影响开展全面分析.考虑10种隶属函数来描述极限状态的模糊性,考虑不同模糊度的影响,以4个不同高度不同设防烈度的钢筋混凝土框架结构为例,开展了考虑极限状态模...     

基于贝叶斯网络的组合服务信任度评估方法

对组合服务信任度评估问题进行了研究。基于信任的不确定性和模糊性,给出了信任度的离散化表示方法;借助于贝叶斯网络的强大的推理能力,给出了组合服务的贝叶斯网络模型以及组合服务模型到贝叶斯网络的转换规则,利用贝叶斯网络的正向推理机制设计了基于贝叶斯网络模型的组合服务信任度评估方法。通过一个组合服务的买例,说明了组合服务的贝叶斯网络模型及其基于贝叶斯网络的组合服务信任度评估方法的使用方法。该评估方法基于信任的模糊性和不确定性,更符合信任的本质并易于实现。     

Numerical Investigation of Malaria Disease Dynamics in Fuzzy Environment

The application of fuzzy theory is vital in all scientific disciplines. The construction of mathematical models with fuzziness is little studied in the literature. With this in mind and for a better understanding of the disease, an SEIR model of malaria transmission with fuzziness is examined in this study by extending a classical model of malaria transmission. The parameters and , being function of the malaria virus load, are considered fuzzy numbers. Three steady states and the reproduction number of the model are analyzed in fuzzy senses. A numerical technique is developed in a fuzzy environment to solve the studied model, which retains essential properties such as positivity and dynamic consistency. Moreover, numerical simulations are carried out to illustrate the analytical results of the developed technique. Unlike most of the classical methods in the literature, the proposed approach converges unconditionally and can be considered a reliable tool for studying malaria disease dynamics.     

Fuzzy modelling of powder snow avalanches

This paper examines powder snow avalanches by introducing a predetermined degree of variation, or fuzziness, in model parameters. Given a value of vagueness in the parameters, fuzzy set theory makes it possible to evaluate the vagueness in the results. The use of a more complex stochastic analysis can be avoided. Six parameters of the model are taken to be affected by a certain amount of uncertainty; the response of the numerical model is calculated by solving the fuzzy equations. In this way, it is possible to evaluate how the results are affected by a given change in the model parameters.The paper first presents a well-known avalanche model and its solution considering the influence of friction. A brief introduction of the fuzzy set is given with regard to the avalanche model mentioned. Later, the fuzzy solution of the model in terms of velocity and average pressure is calculated for three different levels of imprecision in the data. At the end, the results are presented and commented.     

模糊数学在有限元模型修正中的应用

有限元模型修正的目标是使计算得到的结构动力特性和实验结果相接近，其解往往不是唯一的，这是一个模糊的因具体问题而异的目标。修正过程中设计变量的选取，约束条件等在很大程度上也是模糊的。本文将模糊数学运用于基于灵敏度分析的有限元模型修正中，利用具有学习能力的算法，使有限元模型修正能合理地解决实际工程问题。     

Full wave optical profilometry

We show that tomographic diffractive microscopy can be used for profilometry applications with high transverse resolution. We present an iterative reconstruction procedure, based on a rigorous wave scattering model, that permits us to retrieve the profile of rough metallic interfaces from the complex scattered field. The transversal resolution is subwavelength, and can even fall below the classical resolution limit if the profile is rough enough for multiple interactions to occur. Large profiles, with tens of wavelength size, can be investigated.