全相位Hv频响函数估计在MIMO随机振动

首先选用对噪声抑制效果较好的Hv估计方法,然后引入对泄露有明显抑制效果的全相位FFT频谱分析方法,构成全相位Hv频响函数估计方法,改善了频响函数估计效果,减小了频响估计误差对MIMO随机振动试验控制效果的影响.最后在钢质悬臂梁上做两输入两输的Hv估计和全相位Hv估计的对比试验以及两种估计结果在MIMO随机振动试验控制的应用效果,试验结果验证了全相位Hv频响函数估计对改善了随机振动试验控制效果的有效性.     

低相干函数频响函数的无偏差估计方法

本文详细分析了现有输入噪声模型和输出噪声模型的抗噪声原理,提出了一种能同时抑制输入噪声和输出噪声的无偏差估计模型,它利用二次互功率谱代替通常估计中的自功率谱。使得由于噪声引起的误差可以通过多次平均完全消除。新估计模型的精度与输入噪声和输出噪声的水平无关,仅与统计次数有关。在输入、输出噪声不相关条件下,即使相干函数很低仍能通过多次平均获得具有足够精度的频响函数值。文章最后给出了不同噪声干扰下的(?)估计值、(?)估计值以及本文模型的(?)估计值,并与没有噪声干扰下的H_o 值进行比较。     

逆虚拟激励法随机载荷识别试验研究

采用逆虚拟激励法进行载荷识别,分别在阻尼比不同的钢和有机玻璃悬臂梁上进行了多次随机激励下的载荷识别试验.此方法通过采用逆虚拟激励法和奇异值分解法的结合在一定程度上克服了频响函数在近固有频率附近的病态,并减少了计算工作量,同时以相干函数和频响函数为依据来调整试验中激振杆等的安装状态,经验证取得了较好的识别结果.研究表明,逆虚拟激励法在工程实践中有广阔的应用前景.     

基于随机振动响应互相关函数的结构损伤识别试验分析

提出了基于结构振动响应互相关函数分析的损伤识别方法。通过八层剪切型钢框架结构模型在模拟白噪声随机激励作用下的试验分析,利用相邻测点响应的互相关函数幅值向量变化,构造损伤识别因子进行结构损伤判定、定位及程度量化,结果表明该方法对结构损伤的识别具有很好的简易性及有效性,并为结构在线监测和分散式检测提供方法参考。     

平稳随机振动响应的实数域虚拟激励法

针对时不变平稳系统,建议了计算线性随机振动响应功率谱密度的一种实数域虚拟激励算法。基本原理是根据哈特莱变换与傅里叶变换变换关系构造系统的实数型虚拟激励和实数型系统函数,计算结构的实数型虚拟振动响应,由实数型虚拟激励和虚拟响应计算结果确定系统随机振动响应的功率谱密度。研究结果表明,建议的方法可以方便地处理随机激励间的相关性和相干性,与传统的复数型虚拟激励法相比较,只需确定实数型虚拟激励和在频域计算实数型虚拟响应,就能精确算出结构随机振动响应的功率谱密度,计算形式比较简单和可行。     

基于实测频响函数列的地铁环境振动响应预测方法

针对地铁环境振动预测评价体系的施工设计阶段的预测,提出了一种通过隧道内脉冲激励实测地表系列频响函数的预测方法。将地铁环境振动预测问题转化为两部分：构建高精度车轨耦合解析模型求解作用于基底的频率力;隧道内进行脉冲激励实测隧道-土层系统的地表频响函数列。将两部分在频域内进行叠加运算求得地铁列车引起的环境振动响应,并形成科学的预测流程通过MATLAB程序实现。在18m埋深的隧道内部进行锤击实测地表频响函数带入预测流程进行地表振动响应预测,选取15号线类似条件地点的地表加速度实测数据进行对比验证,结果表明：预测结果和现场实测时域峰值均为0.02m/s²,振动主频均为30Hz~80Hz,1/3倍频程及Z振级也非常相近,预测精度及频谱特性良好。     

《用无偏估计方法计算简支梁的频响函数》

利用不相关信号的互功率谱多次平均趋于零的性质,推导出多输入多输出频响函数无偏估计算法,用MATLAB语言编制了该无偏估计算法的程序。使用动态信号测试系统进行了简支梁的多点激励和多点响应的振动测试,并利用MATLAB程序对实测信号进行了计算,得到了测试对象的以频响函数。利用有限元方法计算了测试对象的频响函数,对多输入多输出频响函数无偏估计算法进行了验证。     

SMA阻尼器控制单自由度结构在地震激励下的平稳随机振动研究

对安装有超弹性形状记忆合金(shapememoryalloy,简称SMA)阻尼器的单自由度结构在地震激励下的平稳随机振动进行了理论研究:假定地震地面运动是具有平稳过滤有色噪声模型的随机过程,确定了与《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)相对应的随机地震动模型参数(平稳持时和谱强度因子);建立了SMA阻尼器控制的单自由度结构在平稳地震动过程下的状态方程,并采用随机等价线性化法推导了其平稳反应公式以及基于首超破坏准则的结构动力可靠性公式;通过算例,证明了随机振动解析式是可行的,并指出SMA阻尼器能消耗地震能量,从而有效抑制结构的振动,增加结构动力可靠性。     

随机振动的特征表述和测量

本文介绍了正确表述随机振动特征的量 ,随机振动和一般周期振动的不同测量方法。     

基于试验数据的频响函数综合法概述

利用子结构方法对舰艇上复杂隔振系统进行建模分析时,因子结构的复杂性而无法准确获取其动力学模型,一种解决办法是采用试验测得的子结构频响函数数据进行基于频响函数的子结构综合。为提高子结构频响函数测试结果的精度和基于试验数据的频响函数综合结果的精度,采用频响函数综合算法、子结构频响函数测试误差的消除方法、子结构转角自由度频响函数的测试、频响函数数据的测试及影响因素等几个方面进行总结,并采用基于试验数据的频响函数综合法对一复杂隔振系统进行建模分析,得到较好的效果。可在进行实际隔振系统的子结构测试和综合时提供参考。     

多输入多输出正弦振动试验控制系统算法研究及实现

根据多输入多输出系统的解耦补偿思想,设计了多输入多输出正弦振动试验控制系统的控制方案.应用乘法输出不确定性描述了系统模型误差,对控制算法的收敛性进行了理论分析并对其进行了仿真,检验了算法的可行性.以微型计算机为核心,基于VXI总线仪器,构建了试验控制系统.编写了测量与控制软件,实现了驱动信号发生、响应信号的采集和处理.在一悬臂梁上进行了两点正弦振动试验控制,结果表明,算法可以使控制点的响应信号快速、稳定地收敛于参考信号,验证了设计的多输人多输出正弦振动试验控制系统的有效性.     

基于随机游走和输入估计方法的振动主动控制研究

摘要:为了研究未知外扰作用下动力学系统的振动主动控制问题,结合Kalman滤波和LQG(linear quadratic Gaussian)控制方法,提出了基于随机游走和输入估计的振动主动控制方法。为尽量获取未知外扰信息,首先采用随机游走模型构建求知外扰信号的离散递推形式,并将其作为辅助状态引进受控系统的状态方程。然后,借助具有信号识别和跟踪能力Kalman滤波原理,对含有辅助状态的系统进行状态估计,从而得到未知外扰的估计值．根据系统已知测量输出、未知状态及外扰的估计值构造系统目标函数,采用ＬＱＧ方法求解系统最优控制输入。最后针对sdof模型进行数值仿真。结果表明受控系统在非随机和随机外激励下都具有良好的控制效果,且控制精度优于传统ＬＱＧ方法     

振动试验低频控制精度的研究

针对振动试验控制领域低频控制精度不足的难题,提出基于多抽样率理论的多分辨谱分析方法,利用数字信号处理的抽取与插值滤波原理,实现整个频带范围内变分辨率的谱估计,保证了在低频段具有更高的频率分辨率。经过仿真与试验研究,该方法成功解决了振动试验低频时试验信号幅值分离精度不高及低频时多个相邻试验信号分量无法分离的难题,从试验结果分析中,可得出该方法不仅能提高振动试验低频控制精度,而且能改善高频控制精度,从而验证了该方法的可行性与正确性。     

Transient and stationary response statistics of van der Pol oscillators subjected to broad band random excitation

The joint probability density function of the state space vector of a white noise excited van der Pol oscillator satisfies a Fokker-Planck-Kolmogorov (FPK) equation. The paper describes a numerical procedure for solving the transient FPK equation based on the path integral solution (PIS) technique. It is shown that by combining the PIS with a cubicB-spline interpolation method, numerical solution algorithms can be implemented giving solutions of the FPK equation that can be made accurate down to very low probability levels. The method is illustrated by application to two specific examples of a van der Pol oscillator.     

随机激励作用下硬涂层薄板振动有限元分析及减振预估

硬涂层减振是一项新兴的阻尼减振技术,硬涂层复合结构在随机激励载荷作用下的振动特性建模与分析方法还未开展研究.将有限元建模方法和虚拟激励法(pseudo excitation method,PEM)相结合,实现了随机激励作用下硬涂层悬臂薄板结构振动建模及减振性能预估.首先,基于等效单层法创建了双面涂敷硬涂层的薄板结构振动...     

结构损伤诊断的轴向振动原理及模态实验

在理论推导梁轴向振动微分方程基础上,提出一种以轴向振动低阶模态振型二阶导数为损伤指标的结构损伤识别方法。在方钢管构件上布置加速度传感器进行轴向振动模态试验,测试时由信号发生器发出正弦波信号,经功率放大器放大后通过电磁激振器对结构进行激励,同时采集各测点的加速度反应信号。在确定结构共振点后,根据共振点处加速度值,编制轴向振动损伤指标的计算程序,分析结果表明该指标对结构损伤的位置和程度均很敏感,既能精确定位损伤,又能标定损伤程度,即在损伤位置将发生相反方向的突变,且突变幅度随损伤程度增大而增大。     

基于一、二阶嵌入灵敏度分析的车辆传动系统振动响应预测

由于汽车等行业新产品设计及零部件装配时,其原型样机在质量、阻尼、刚度等组件发生变化时常出现振动、噪声问题,需对修改后系统的振动进行预测。嵌入灵敏度函数在减小线性振动实现最优设计方面的作用已得到证实,在非线性系统中借助基于统计方法对响应特性进行评价并用于灵敏度中。采用两种灵敏度技术对车辆传动系统非线性模型振动响应的统计特性进行预测。结果表明,两种方法的预测精度在单自由度模型及车辆传动系统模型中获得验证。该方法为在系统设计参数局部摄动获得最优响应提供理论基础。     

FRF-based structural parameters estimation using strain data: sensitivity equation,measurement and excitation selection

In this paper, a structural model updating technique is presented using frequency domain representation of incomplete strain data to identify the location and severity of structural damages. The most important challenges of model updating methods such as selection of excitation, measurement locations and interested frequency ranges are addressed. Distribution of strain energy in all structural elements and norms of the derived sensitivity equation are utilized for the selection of measurement and excitation locations. The important effect of different level of noise in measurement data and modelling error on the accuracy and robustness of the proposed method are investigated. A bowstring truss and a two-storey single-bay frame are used to evaluate the numerical ability of proposed method. The results prove the potentials of the proposed method in identifying the location and severity of damage in the presence of different errors.     

基于传递函数的星箭耦合载荷分析

分别对运载火箭和卫星进行频率响应分析。在取得离散形式的频率响应分析结果基础上,采用有理多项式拟合技术,将火箭和卫星的频率响应函数转化成以部分分式表示的传递函数。根据星-箭对接的力学条件,可以在Simulink平台上建立起星箭耦合载荷系统模型。对此模型进行仿真便可得到在外力作用下星箭耦合载荷系统的瞬态动力响应。分别以简单的质量-弹簧模型、以及星箭耦合载荷模型验证了方法的正确性。基于传递函数的星箭耦合载荷分析方法,将柔性结构的动力学计算纳入到系统仿真的框架之中,为进一步实现结构-气动和伺服控制系统的耦合分析奠定了基础。该方法也为将火箭和卫星实测的频响特性直接应用于星箭耦合载荷分析创造了条件。