量子粒子群算法在结构模态参数识别中的应用

量子粒子群算法作为粒子群算法的改进,具有参数少、好编程、易收敛等优势而备受关注.通过将由结构输入、输出数据计算而得的实测频响函数与包含所需识别的结构模态参数的理论频响函数之差最小化作为优化目标,经过对理论频响函数中的结构模态参数搜索取值而使目标函数最小,此过程将结构模态参数识别问题转化为优化问题.采用量子粒子群算法进行优化而得到结构模态参数.为验证该方法的有效性,对一数值模拟的三层混凝土框架结构进行分析,结果表明,量子粒子群可以有效地识别结构模态参数.     

履带车辆变速箱箱体的试验模态参数识别及验证

论述了模态试验中的模态参数识别理论和模态验证理论。以某型履带车辆变速箱箱体为研究对象,进行了锤击模态试验。利用极大似然估计原理(PolyMAX方法)识别出表征箱体动力学特性的各阶模态参数。在进行结构的模型修正和后续动力学特性研究之前,利用频响函数综合和模态置信判据等准则对识别出的模态参数的准确性进行分析和验证。结果表明:该试验所识别模态参数是可信的。     

一种基于小波变换的最小二乘复频域法的改进方法

针对应用最小二乘复频域法处理含有大阻尼、模态密集频带的频响函数时,难以快速、准确处理其中密集耦合模态的不足,提出了利用小波变换的带通滤波器特性对其进行改进的方法。该改进方法通过分析频响函数,搜索出应用原方法无法提取的密集耦合模态,对其选定合理的小波尺度因子进行小波变换分析,实现快速、准确的模态解耦和参数提取。最后通过对频响函数中含有大阻尼、模态密集耦合频带的8自由度系统进行仿真研究,验证了这种改进方法的正确性和优越性。     

深松铲的模态试验研究

目的 为了研究深松铲在实际工作状态下的振动特性,设计合理的深松铲结构.方法 采用模态试验,对深松铲进行单点激励、多点拾振,测量深松铲的频响函数曲线.用信号分析软件进行深松铲的模态参数识别.结果 模态试验表明深松铲柱的中部动刚度较小,属刚度薄弱区.结论 根据模态试验的结果 ,对深松铲结构进行了改进设计,加强了铲柱与机架的连接,使得改进后的深松铲前五阶模态频率平均增大了62.6%.阻尼比平均减小了13.8%.解决了深松作业时深松铲刚度不足的问题.     

Y3180H滚齿机的SIMO法模态分析

本文以模态分析理论为依据,采用单输入/多输出,即SIMO正弦激振方法,对Y3180滚齿机进行激振试验。在7T17信号分析仪上进行数据处理和模态参数识别。试验结果表明在仪器设备许可的条件下,采用SIMO方法可以节省时间,并得到置信度较高的数据。本文还对改善Y3180H滚齿机的动态性能提出了初步意见。     

空间结构模态局部化和跃迁现象及分析

空间结构模态局部化和跃迁现象及分析对空间结构模态局部化和跃迁现象进行了研究.通过某空间结构平面子结构的模态分析算例,证明了模态局部化和跃迁现象的存在.利用矩阵摄动理论揭示了2种现象的发生机理,得到空间结构模态局部化和跃迁现象发生的内因是结构自振频率的密集分布,外因是结构物理参数的微小变化.并阐述了2种现象对空间结构抗震计算和损伤识别的重要影响.指出忽略模态局部化现象进行的网壳结构抗震计算可能是偏于不安全的,掌握并利用好模态局部化和蹶迁现象,可能成为解决网壳结构损伤识别问题的一条有效途径。     

基于SOBI-SSI的结构工作模态识别研究

为提高结构模态参数的识别效率,解决随机子空间法(Stochastic Subspace Identification, SSI)中如虚假模态、模态混叠、定阶困难等问题,提出一种基于二阶盲识别算法(Secondary Order Blind Identification, SOBI)结合随机子空间法的模态参数识别方法。通过SOBI对多通道的振动信号进行盲源分离,得到单频或近似单频的模态响应时程,确定系统的阶次,然后通过快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)得到各阶模态响应的频谱图。设计一个具有特定通带特性的带通滤波器,使通带以外的其他频率成分抑制,从而提取出单一模态特征。最后,将只包含结构某一阶的模态信息输入到SSI中进行模态参数识别。结果表明,SOBI-SSI算法可有效剔除虚假模态和混叠模态,解决系统定阶问题,提高识别效率,且模态参数识别结果和SSI及有限元计算结果基本一致。     

环境激励下结构模态参数识别的量子粒子群算法

环境激励下的结构模态参数可以通过不同点输出信号的互功率谱识别出来.将包含结构模态参数的互功率谱理论公式与不同点输出信号计算得到的互功率谱之差作为目标函数,通过搜索模态参数的取值而使目标函数最小,从而将优化问题转化为模态参数识别问题.量子粒子群算法是一种基于群体智能理论的优化算法.论文将量子粒子群算法应用到上述优化问题中识别环境激励下的结构模态参数.最后采用数值模拟的简支梁对该方法进行有效性验证.结果表明,量子粒子群可以有效地识别环境激励下的结构模态参数.     

钢管混凝土框架模型模态试验及数值模拟

目的 了解钢管混凝土框架结构动力特性,为此类结构的抗震研究奠定基础.方法 利用单输入单输出(SISO)模态试验方法和数值模拟方法,对一榀钢管混凝土柱-H钢梁框架结构模型的动力特性进行测试分析.结果 模态试验方法得到结构频率、振型和阻尼比参数,数值模拟方法得到结构的固有频率和振型参数,两种方法得到结构的频率和振型符合较好.结论 单输入单输出的模态试验方法适用于钢管混凝土框架结构模型的动力特性分析,得到的阻尼比参数能为数值模拟提供参考;利用ABAQUS6.5软件对钢管混凝土框架进行动力特性分析是可行的,得到的振型、频率等动力特性参数能为结构抗震设计提供依据,在一定程度上可以代替模型试验.     

五层钢管混凝土框架模态试验研究与有限元分析

对五层方钢管混凝土框架结构模型进行有侧向支撑和无侧向支撑的模态试验，采用多点激励单点输出的方法得到其频响函数，进而获得了结构的动力特性参数(频率、振型和阻尼比)。将试验数据与ANSYS分析结果进行对比，二者符合较好。研究表明，模态试验方法得到的结果能够为钢管混凝土框架结构的抗震设计提供重要的参考依据。     

圆柱形薄壳结构的试验模态分析方法研究

针对某圆柱形薄壳结构,采用锤激法和Modal Impact分析软件,分别应用SIMO、MISO和MIMO方法进行了对比试验,获得了满足模态置信准则要求的试验数据.3种方法获得的实验结果与有限元计算结果进行了对比分析.结果表明,SIMO和MISO试验方法应用于圆柱形薄壳结构的模态分析均存在局限性,或者出现"漏频"或者不能得到明显的振型.MIMO试验模态分析方法能够较好地解决以上2种方法存在的不足,在激励与响应选择适当的情况下,可以得到全面准确的模态分析结果,适用于圆柱形薄壳结构的模态分析.     

Correlation evaluation of tested and calculated modes of a launch vehicle equipment cabin

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｓａｍａｊｏｒｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆａｌａｕｎｃｈｖｅｈｉｃｌｅ ,ａｎｅ ｑｕｉｐｍｅｎｔｃａｂｉｎｎｏｔｏｎｌｙｓｕｐｐｏｒｔｓｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓｆｏｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ,ｎａｖｉｇａｔｉｏｎａｎｄａｔｔｉｔｕｄｅｃｏｎｔｒｏｌ,ｂｕｔａｌｓｏｔｒａｎｓｆｅｒｓｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎａｎｄｓｈｏｃｋｌｏａｄｓｆｒｏｍｅｎｇｉｎｅｔｏｔｈｅｓｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ .Ａｓｔｈｅｓｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓｕｓｕａｌｌｙｈａｖｅｈｉｇｈｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏ…     

Effect of Tire Repeated Root Modal on Tire Modelling with Experimental Modal

The effect of tire repeated root modal (RRM) on tire modeling with an experimental modal is studied. Firstly, a radial tire with radial and tangential RRMs is tested and analyzed. By multi-point exciting of the radial tire, a multiple reference frequency domain method based on a least squares (LMS PolyMAX) algorithm is used to identify modal parameters. Then, modal stability diagram (MSD), modal indication function (MIF) and modal assurance criteria (Auto-MAC) matrix are utilized to induce multiple inputs multiple outputs (MIMO) frequency response function (FRF) matrixes. The tests reveal that notable repeated roots exist in both radial and tangential response modes. Their modal frequencies and damping factors are approximately the same, the amplitudes of modal vectors are in the same order of magnitude, and the mode shapes are orthogonal. Based on the works mentioned, the method of trigonometric series modal shapes fitting is adopted, the effects of RRM model on tire modeling with a vertical experimental modal are discussed. The final results show that the effects of considering the RRM shapes are equivalent to the tire mode shapes depended on rotating the tire''s different exciting points during tire modeling, and since considering the RRM, the tire mode shapes can be unified and fixed during tire modeling.     

MIMO波束形成通信系统有效容量分析简

Effective capacity describes the rate upper bound of the communication system under the quality of service(QoS) limitation. While the foregoing performance analysis focuses mainly on the single input single output and multiple input single output systems, this paper considers the effective capacity of the multiple input multiple output(MIMO) beamforming scheme. Given that the modulation(M-QAM or M-PSK) is restricted, we investigate the representative transmission scheme of MIMO beamforming: maximal ratio combining transmission, for which the closed-form formula of effective capacity is derived. Simulation results not only demonstrate the effectiveness of our performance analysis, but also show the relationship between effective capacity and average signal-to-noise ratio as well as the relationship between effective capacity and QoS parameter for various antenna configurations.     

基于振动实验台的结构模态分析与研究

模态分析是工程振动领域的基本分析方法。以振动教学实验台为研究对象,对其进行实验模态分析和有限元模态分析,然后对振教台进行简谐激励验证实验,即给予实验台不同频率的简谐信号以激发其各阶模态振动。通过对上述三种方法实验结果的综合分析,确定振动教学实验台的模态参数。通过实验模态分析的结果验证有限元模型的正确性,简谐激励实验验证实验模态分析结果的正确性,指出这种综合分析方法可以更为可靠的识别机械结构的模态参数。     

Robust control of exciting force for vibration control system with multi-exciters

Due to the dynamical character of electromagnetic exciter and the coupling between structure and exciter(s),the actual output force acting on the structure is usually not equal to the exact value that is supposed to be,especially when multi-exciters are used as actuators to precisely actuate large flexible structure.It is necessary to consider these effects to ensure the force generated by each exciter is the same as required.In this paper,a robust control method is proposed for the multi-input and multi-output(MIMO)structural vibration control system to trace the target actuating force of each exciter.A special signal is designed and put into the coupled mul-ti-exciter-structure system,and the input and output signals of the system are used to build a dynamic model involving both the dynamical characters of the exciters and the structure using the subspace identification method.Considering the uncertainty factors of the multi-exciter/structure system,an H-infinity robust controller is designed to decouple the coupling between structure and exciters based on the identified system model.A MIMO vibration control system combined with a flexible plate and three electromagnetic exciters is adopted to demonstrate the proposed method,both numerical simulation and model experiments showing that the output force of each exciter can trace its target force accurately within the requested frequency band.     

车辐式索桁架模态分析与试验研究

通过对跨度为60 m的圆形车辐式索桁架屋盖按照1：10缩尺模型进行模态分析和模型试验,考察了拉索预应力、矢跨比及内外环直径比3个参数变化对结构自振特性的影响,对比分析了前4阶振型的试验结果与理论计算结果。结果发现：结构第1、2阶振型为反对称上下振动,第3阶为内环扭转振动,第4阶为内环相对扭转振动;试验和理论结果误差在10%以内,试验振型与理论振型基本吻合;前4阶振型的频率均在10 Hz以上,表明车辐式索桁架结构为低频动力响应,自振频率较小且分布密集;预应力水平越高,振型频率越大,则结构刚度越大;矢高增加,结构频率随之减小,结构更容易发生侧向失稳;内外环直径比越大,结构扭转刚度相对会减小,容易发生扭转失稳。     

考虑高阶振型影响的简化PUSHOVER分析方法

为在高层建筑静力弹塑性分析中考虑高阶振型的影响,在模态Pushover分析方法基础上,通过振型叠加构造弹性等效振型.应用弹性等效振型将多自由度体系转化为等效单自由度体系,加载模式采用SRSS组合的层间剪力,应用延性需求谱以及反SRSS分配和SRSS组合,提出了简化的Pushover分析方法.通过实例计算表明,文中方法和模态叠加Pushover法得到的结构弹塑性位移基本一致.对于体型比较规则的高层建筑,应用弹性等效振型可以快速计算结构在罕遇地震下考虑高阶振型影响的弹塑性位移反应.     

基于振型分解反应谱法的大跨空间结构抗震设计研究

定义了广义振型参与质量来表征大跨空间结构各阶振型振动的主导方向,并通过控制广义振型参与质量之和占结构总质量的百分比来确定大跨空间结构振型分解反应谱法中参与组合的合理振型数.结合北京2008奥运会老山自行车馆屋盖网壳结构的抗震设计,验证了采用该方法确定的振型数目参与组合能够确保地震反应的精度.     

基于自适应线调频高斯基展开的参数识别方法

提出了用自适应线调频高斯基展开及其自适应谱进行参数识别的时频分析方法.用线调频高斯基函数自适应地对响应信号进行匹配分解,得到信号的线调频高斯基展开及其自适应谱.根据自适应谱从响应信号中重构出具有单频特性的振动信号,再由单自由度系统的参数识别方法识别系统的模态参数.并针对一多自由度系统具体论述了固有频率、阻尼比和振型的识别方法,识别结果与理论结果吻合较好.该方法不需要输入信号,并对平稳、非平稳信号均适用,且具有较强的抗噪声能力.算例分析说明提出的方法是参数识别的有效方法之一.