输电铁塔双轴加速度传感器优化布置

研究输电铁塔结构振动测量用双轴加速度传感器的优化布置问题。以三维模态置信准则(TMAC)为基础,提出一种新的考虑减小冗余度的二维模态置信准则法(RRBMAC法),以实现双轴加速度传感器优化布置,该方法基于改进的二维列主元QR分解获得传感器初始布点,再结合BMAC矩阵非对角元最大值和测点冗余度建立目标函数进行寻优。采用EFI2法和RRBMAC法对钢管塔进行传感器优化布置,采用两个水平方向的模态置信准则和最大奇异值比值对布点方案进行评价,结果显示两种方法的优化效果均首先随传感器数量增加而增强,而后趋于平稳,RRBMAC法较EFI2法能够获得更好的布置效果,且在传感器数目较少的情况下,RRBMAC法即表现出较好的优化能力。另外,采用EFI2法和RRBMAC法对一基格构式输电铁塔进行传感器优化布置,对比分析结果显示RRBMAC法能够获得较好的布置方案。采用优化的传感器布置方式对铁塔进行风振响应实测,并采用NEx T-ERA方法识别铁塔固有频率和阻尼系数,与模态分析结果对比显示NEx T-ERA方法能够提取得到较精确的频率结果。     

基于MAC算法的法兰螺纹连接结构传感器优化布置

传感器布置问题对机械结构的故障诊断和状态识别过程有重要意义。利用模态置信度(MAC)算法解决法兰螺纹连接结构故障检测中传感器优化布置问题。首先建立法兰螺纹连接结构的有限元模型,并对其进行模态分析。充分考虑模态分析结果和法兰结构实验的目的,初步选取传感器布置点用以候选。从侯选测点中选择满足MAC矩阵非对角元素最小的测点,添加到初始测点中,不断循环直至达到要求,实现了法兰结构传感器的优化与定位。为振动状态中螺纹连接结构的状态识别提供合理的传感器布置方式。     

一种多目标传感器优化布置方法及其应用

为解决复杂结构损伤识别中的传感器优化布置问题,以某发射台为研究对象,提出了一种多目标传感器优化布置方法(multi-objective optimum sensor placement,简称MO-OSP)。从结构运动方程出发,推导了同时具有各自由度模态独立性信息、损伤灵敏度信息以及运动能量信息的综合信息矩阵。根据信息熵原理,以协调灵敏度矩阵条件数最小和信息矩阵最大为目标,构造了能够兼顾算法敏感性和鲁棒性的目标函数,进而实现测点优选。采用多个评价准则和损伤识别实例,将所提方法与已有的3种典型传感器优化布置方法进行了对比分析。结果表明,提出的MO-OSP方法能充分满足模态线性独立和损伤敏感性,还具有较强的抗噪声性能,是解决复杂结构损伤识别中传感器优化布置问题的有效方法。     

基于EI及MAC混合算法的斜拉桥传感器优化布置

提出一种传感器优化布置算法,结合有效独立法和模态置信保证准则(Modal Assurance Criterion,简称MAC法)的优点,解决了采用MAC法进行传感器优化布置时所遇到的问题.首先,利用列主元QR分解技术得到MAC法确定传感器位置的初始测点,然后用有效独立法确定侯选添加测点的范围,避免了添加测点的盲目性,从侯选测点中选择满足MAC矩阵非对角元素最小的测点,添加到初始测点中,不断循环直至达到要求,上述算法采用matlab7.0编制程序实现.最后,以五河口大桥为研究对象,运用程序对五河口大桥主梁作了不同数目测点方案的传感器优化布置研究.结果表明,混合算法不仅保证了所测向量的MAC矩阵非对角元素值较小,而且具有较好的线性独立性和空间交角.     

桥式起重机结构状态监测的传感器优化布置方案

使用传感器准确、及时的获得起重机结构的健康状态信息,提早预知发展状况,是保证起重机安全运行的前提,对结构庞大的起重机实现特征信息的采集需要优化选择布置点。研究以服役中的桥式起重机实现结构状态监测的传感器的最佳布点为课题,采用有效独立法和MAC优化理论以及有限元软件等,提出了量化比较不同测点方案MAC值的方法,最终实现了给定测点数下的最优布置方案。     

LAMOST平衡系统的传感器优化布置

针对模态测试中的传感器优化布置问题,提出一种新的主元分析和组合MAC联合算法。首先,将多种传感器布置方法的结果形成原始特征数据矩阵,利用主元分析获得空间测点的主元和综合评价值,据此可以合理地大幅减少候选测点数目;其次,使用组合MAC法计算所有组合的MAC矩阵,取最大非对角元最小的一组作为最终选择;然后,以悬臂梁为例,分别用联合算法和4种传统算法对其进行传感器优化布置,通过3个评价准则的数值比较,证明联合算法的优越性;最后,将联合算法应用在望远镜LAMOST的平衡系统上,得到了两个方向上的传感器布置方案,进一步验证了联合算法的可行性。     

试论输电线路铁塔基础选型设计及其优化

结合工程实例分析了目前影响铁塔基础设计的主要因素,并对基础设计选型的优化提出了相应的建议和措施。     

输电线路铁塔基础选型设计及其优化对策研究

为使输电线路运行安全性、稳定性得到更大保障,满足电网不断改造升级的现实需求,就应不断完善铁塔基础选型设计,结合工程实践采用适宜的完善对策方法。本文结合具体工程案例,分析影响线路铁塔基础选型设计效果的主要因素,主要从铁塔基础的受力规律、设定目标函数两个方面进行,为优化基础设计选型提出几点可行的措施、方法,以供同行参考借鉴。     

浅析架空输电线路铁塔设计的要点

介绍了架空输电线路铁塔结构设计,提出了铁塔基础设计的主要优化措施。     

一种传感器优化布置的高能有效独立法

针对结构健康监测的传感器优化布置问题,考虑模态动能和模态应变能对传感器布点选择的影响,提出了一种高能有效独立法(E-EI),解决了有效独立法(EI)容易丢失能量较大测点的问题。推导了多能量参数的归一化等效能量矩阵,通过矩阵对角线元素的大小评价测点的能量分布。为验证E-EI法的有效性和泛化性,进行了空间桁架输电铁塔仿真算例分析以及铁路尖轨的实验验证,利用5种评价准则从测点能量分布、正交性、所含信息量3个方面对比分析了E-EI法、EI法以及3种EI法的改进方法。结果表明,E-EI法与其他改进方法相比同时实现了高能测点筛选以及测点高线性独立性。其中,布置12个传感器的尖轨实验中E-EI法的MAC矩阵非对角元素平均值比EI法的减少了5.48%,模态动能平均值比EI法的增长了133.27%,模态应变能比EI法的增长了35.82%。     

某型起重机械低阶模态实测的传感器优化配置

为了在某型起重机械的低阶模态实测实验中获得较高质量的动力学信息,从参数识别的不确定性和多阶模态的振型匹配两个角度,以信息熵和振型相关系数矩阵的最大非对角元两个优化准则给出优化目标函数,采用逐步累积算法,对现场实验传感器配置进行优化.另外在低阶模态振型矩阵中加入高阶模态,验证优化算法的有效性.     

梁桥上移动荷载识别中的测点优化

基于空间梁格模型.识别得到了梁桥上作用的移动荷载.依据MAC矩阵准则(模态置信准则),采用逐步积累法,对荷载识别中的测点进行了优化布置.数值仿真计算中,对一单箱三室连续箱梁桥上的车桥相互作用力进行了识别.结果表明,测点优化措施可提高识别的精度和效率,降低识别结果对车辆偏心距的敏感性.     

应变传感器优化配置研究

传统传感器优化配置准则是以位移模态为目标对传感器的位置进行优化配置，不适用于应变传感器位置的优化。为此，本文针对应变传感器优化配置问题，理论推导出应变模态具有正交性，并以此为基础提出基于应变模态保证准则的虚变传感器优化配置准则，对利用应变模态矩阵信息阵初步拟定出的一小组传感器位置进行了研究。最后以一个复合材料四端简支板为例，对本文方法的可行性进行分析研究，结果表明，本文所建议的方法能更加有效地配置虚变传感器。     

叉车发动机与液力变矩器匹配多目标优化

分析了现有叉车发动机与液力变矩器匹配特性。在拟合叉车发动机与液力变矩器有关特性的基础上,针对叉车不同作业工况,建立了叉车发动机与液力变矩器匹配多目标优化模型及基于层次分析法的综合评价指数函数,通过对液力变矩器有效直径优化,使发动机与液力变矩器得到最佳匹配性能。     

大型行星齿轮系统可靠性设计的多目标优化

大型行星齿轮传动系统工况复杂,安全性能要求高,常规的设计方法因过于注重安全性,设计的结果偏于保守,技术经济指标不佳.以行星齿轮传动系统为对象,提出了大型机构可靠性设计的多目标优化模型,即以齿轮的关键参数——齿数、齿宽、模数为设计变量,充分考虑工程设计的约束性、多解性等特征,建立数学模型,进行可靠性分析计算,并在MATLAB优化工具箱里采用积极集策略进行多目标优化.将得到的结果与传统设计方案结果相比较,为大型行星齿轮系统的优化设计提供新思路.     

大型结构地面模态试验测点选择与优化

为了解决一般传统的优化算法对于大型结构测点的优化配置的失效问题,针对传统优化算法的缺点,对大型结构的模型缩聚技术做了进一步的改进和完善。引入了一个反映高阶模态贡献比例的权重系数,由此提出了一种基于有效独立法的混合优化算法:基于有效独立法的加权平均模态应变能系数法。经火箭仿真实例对上述方法及Guyan缩聚基于模态应变能系数有效独立法、改进后Guyan缩聚基于模态应变能系数有效独立法得到的测点配置效果进行了比较。结果表明:提出的测点优化算法有效地防止了测点分布聚集现象,而且都最大可能保证了所有模态应变能的贡献和较优布置测点具有较大能量的要求,并用实际的GARTEUR飞机模型对该方法进行了模态试验验证。试验结果表明,该算法保证了监测模态的完整性和线性无关性。     

电容式微加速度传感器微结构的拓扑优化

采用均匀化方法,以电容式微加速度传感器微结构的第一阶谐振频率为目标函数,以微结构的体积作为约束条件,建立了微结构的拓扑优化模型,对叉指式微加速度传感器微结构进行了拓扑优化设计,经计算获得满足体积约束并使第一阶谐振频率最大的微结构拓扑形式。计算结果表明该方法可以很好地解决微加速度传感器灵敏度和谐振频率这一对矛盾,在满足灵敏度的要求下提高微加速度传感器的测量范围上限,不失为一种先进的、有效的电容式微加速度传感器微结构的设计方法。