基于子结构的隐蔽损伤识别方法研究

针对隐蔽结构损伤识别存在精度和效率较低的问题,探索性地应用子结构法对结构的隐蔽损伤进行研究,建立了基于子结构的隐蔽损伤识别方法.该方法在采集可测部位结构的振动信号的基础上,利用扩展卡尔曼滤波技术对隐蔽结构的时变参数进行识别,进而判定隐蔽结构的损伤位置和损伤程度.该识别方法首先建立识别计算模型,划分子结构;其次应用扩展卡尔曼滤波构建隐蔽结构损伤识别的识别方程;最后应用识别方程对隐蔽结构的损伤进行识别.该方法为难以直接测量的特种部位损伤识别提供了理论基础,并为隐蔽结构的损伤识别提供了新的途径.     

考虑抗弯刚度的索力动力识别

为了提高索力测试精度,考虑了索的抗弯刚度对索力测量精度的影响,提出了考虑抗弯刚度的索力动力识别方法.首先,给索一定量化的定义;其次,建立了考虑抗弯刚度的物理模型来研究索的振动特性.研究表明,对于索力较小和短索,抗弯刚度对索力测量精度的影响不可忽略;最后给出了索力识别的公式,这些公式有一个简洁的表达式,识别过程简单而且容易实现.     

基于BP神经网络的斜拉索损伤识别方法

斜拉桥拉索损伤识别中不仅需要拉索发生损伤时自身索力的变化,还需要考虑拉索发生损伤引起的其他拉索索力变化,以单索索力变化为指标的方法难以适应斜拉桥的拉索损伤识别。以不同损伤下全桥索力变化率作为输入向量,拉索损伤位置和损伤程度工况为输出向量,建立了较为精准的BP神经网络模型。对斜拉桥模型在发生单根和2根拉索损伤工况时进行损伤识别,并随机选取不同损伤工况对BP神经网络模型的准确性进行验证,拉索损伤识别误差在6.0%以内。结果表明：以拉索索力变化率为指标,基于BP神经网络模型能够有效地识别斜拉桥拉索的损伤位置和损伤程度,为桥梁安全运营提供保障。     

斜拉索索力识别精度的提高方法

针对基于环境激励的斜拉索实测信号由于环境干扰而呈现出非平稳性和非平滑性的问题,提出了利用五点三次平滑法对快速傅里叶变换（FFT）得到的频域数据进行平滑处理,即考虑多因素影响来提高斜拉索索力识别精度。以实际斜拉桥工程中的拉索实测信号为研究对象,应用五点三次平滑法对拉索信号进行平滑消噪处理,考虑采样时间和采样点数对拉索频率识别精度的影响,利用求极值方法确定拉索各阶频率值及其位置,比较了基频法、频差法和峰值法确定拉索索力的计算精度,进行了索力测试的误差分析。结果表明：五点三次平滑法结合极值处理可以很好地识别拉索各阶频率,各因素对拉索频率的识别精度影响也有所不同,为频率法更加准确识别斜拉索索力提供了方便;同时也为开发高精度的索力测试仪器提供了有效依据。     

基于模型的转子弯曲程度识别方法

采用基于模型的处理方法对转子弯曲程度进行识别。首先记录转子的初始振动信号,然后根据实时测取的响应得出差值信号。联立正常状态下的转子系统动力学模型,获得等效载荷,对等效载荷进行分析以识别出转子的弯曲程度。由于噪声影响,提出了基于经验模式分解(EMD)的降噪方法,对受污染的等效载荷进行降噪。仿真结果表明,该方法对转子弯曲程度的识别是有效的。     

最小二乘法求矩形截面梁的弯曲剪应力

根据最小二乘法，本文给出矩形截面梁弯曲剪应力的近似解，比之其它解来。该解更为简单和精确。     

考虑弯曲刚度的斜拉索固有振动特性分析

考虑拉索垂度、弯曲刚度及几何非线性的影响,建立了斜拉桥拉索固有振动的非线性振动方程。用奇异摄动法(L-P)和谐波平衡法(傅立叶级数)对典型斜拉索进行了数值求解。结果表明,拉索的固有频率与初始索力、索垂度、弯曲刚度、倾角有关,初始索力的影响最大。     

响应残差校验的载荷识别方法

机械结构受到的载荷难以直接测量,需要通过结构的频率响应函数以及实际工作状态下的响应求得.但是当结构所受载荷为内部激励时,导致频率响应函数无法通过测试获得.基于此,介绍了一种适用于工程实际的载荷识别方法,包括"实验模态修正有限元模型、最小二乘法求逆载荷识别、响应残差校验"3个步骤,设计了实验台架验证该方法的可行性.根据实验模态修正实验台架的有限元模型;选取不同测点,基于最小二乘理论识别载荷,分析了响应测点数目和位置对识别精度的影响;响应残差曲线与以力传感器测量得到的载荷误差曲线的变化规律一致,从而验证了响应残差是一种评价识别精度的有效手段.对台架进行实验和仿真计算验证了该方法的可行性,对工程实际具有一定的借鉴.     

基于残余力向量的框架损伤直接识别法

为直接识别出基于残余力向量法的框架结构损伤,提出先由灵敏度分析求得结构刚度联系矩阵,再由结构刚度联系矩阵将损伤结构的刚度摄动矩阵展开,得到新的结构残余力向量方程,通过求解此方程即可识别出框架结构的损伤位置和程度,最后运用所提出方法对三层框架结构进行损伤识别,结果表明识别精确度较高,从而验证了该方法的有效性.     

基于残余力向量法的桁架结构损伤直接识别法

提出一种基于残余力向量理论的桁架结构损伤直接识别方法.先由灵敏度分析,求出结构刚度联系矩阵,再由刚度联系矩阵将损伤后的刚度摄动矩阵展开成对角矩阵,代入残余力向量方程,得到由刚度联系矩阵表示的新残余力向量方程,经过整理,此方程可以直接求解,即可得到各杆件刚度的损伤量,由此可识别出桁架结构的损伤杆件及其损伤程度.最后以一桁架结构模型进行数值仿真分析.结果表明,该方法具有计算简单,计算量小等优点,仅需损伤后第一阶模态参数,就能够准确识别出结构的损伤情况,证实了该方法的有效性.     

基于参数辨识技术的永磁同步电动机参数测定

精确测定永磁同步电动机参数具有重要意义。基于dq0数学模型与直流衰减实验,采用最小二乘参数辨识方法,测定了一台7.5kWNdFeB永磁同步电动机的若干参数。通过实验结果与计算机仿真结果的对比分析可以看出,所辨识的参数是准确可靠的。     

模态噪声影响下基于残余力向量的损伤识别

提出了一个考虑模态噪声影响的基于残余力向量法的损伤识别两步法。首先从理论上证明了由连续观测所得的模态参数计算的残余力向量样本,其均值向量可以作为损伤位置识别的标识量。在可能损伤位置确定后,通过提取刚度矩阵和质量矩阵中与损伤相关的自由度来减少计算量,用矩阵缩减后得到的残余力向量构造遗传算法优化目标函数,来识别损伤程度。数值算例证明,该方法具有较好定位和定量识别效果和抗噪声能力。     

考虑索支座振动的索力识别研究

为了提高索力测试精度,考虑索的抗弯刚度和支座振动建立物理模型,导出了索的位移函数,进而得到索力和频率之间的关系,并分析了索的支座振动对索力动力检测的影响。研究结果表明：当索力较小时,考虑支座振动进行索力识别所得结果明显大于不考虑支座振动时的索力识别结果,但随着索力的增大,这种差剐的趋势减小,不考虑支座振动将识剐出不可接受的误差。     

基于假设检验的室内环境多特征检测方法

为解决移动机器人室内环境特征提取适应性问题,提出了基于假设检验的室内多特征检测方法。该方法首先构建多维数据空间。通过定义距离概率函数,结合χ2假设检验理论,在估计采样点的特征区域基础上,通过极值法进行角点检测,然后采用约束最小二乘法提取线段与圆弧特征。最后,实验验证了该方法可以提取较稳定的角点、线段以及圆弧特征,同时特征的识别率达到94%以上。     

基于RLS的汽轮机数字电液调节系统参数辨识

采用递推最小二乘法（RLS）进行汽轮机数字电液调节系统的参数辨识,通过双线性变换法将连续模型转化为离散模型,推导了电液转换器和油动机环节的辨识模型.为剔除辨识数据中环节通带外信号的不利影响,采用Butterworth低通滤波器进行滤波处理,根据环节对象的预计通带,设计低通滤波器的通带截止频率和阻带截止频率,有效提高了参数的辨识精度.以某300 MW机组数字电液 (DEH) 调节系统为研究对象,应用传递函数法建立DEH模型结构图,经该机组负荷扰动实测试验数据的计算验证表明,递推最小二乘法具有辨识速度快、建模效率高特点,适合于复杂的现场对象参数辨识.     

基于随机子空间的船舶电网谐波检测

船舶电网的谐波源密集,产生的谐波直接影响船舶通信和导航设备的正常工作．针对强噪声背景下,谐波参数不易准确检测的问题,将随机子空间理论（SSI）和最小二乘法运用于船舶电网的谐波检测．首先将采集到的电网电流信号构成Hankel矩阵,然后经矩阵OR分解和奇异值分解（SVD）,得到谐波频率,进而求出谐波幅值和相位．在Matlab7．1／Simulink环境下搭建船舶电网谐波源模型,仿真结果表明该方法检测精度高、抗干扰能力强、简便易行,具有良好的工程应用前景．     

系统参数与结构及其噪声方差的同时估计

给出了系统噪声与参数及结构的在线同时辨识算法，采用递推最小二乘ＵＤ分解技术，对新的增广数据每步递推中可同时获得系统结构、参数及噪声方差的估计值，该算法结构简单，数值计算品质良好。