常数的各次积分函数的沃尔什变换

本文给出对幂函数(y=x~n/n!)进行沃尔什变换的准确计算方法,这些幂函数是由常数[SAL(1,x),0≤x≤1/2]经多次积分后形成。文中根据CAL系数递推公式,采用递推算法计算SAL(1,x)各次积分函数的SAL,CAL系数。 在把沃尔什函数用于系统估值的计算中,经常会遇到常数项的积分函数     

基于统计信息的多体系统区间不确定性分析

构造了一种区间方法分析机械系统多体动力学动态不确定性问题,该方法将系统中的输入不确定性参数用参数上界和下界构造的区间描述,无需概率分布信息。为有效抑制在动态分析过程中由于"包裹效应"导致的输出参数区间逐渐放大问题,采用极大极小距离拉丁超立方采样(LHS)方法对输入参数进行采样,通过Bootstrap方法统计获得输出参数的前四阶统计矩,并采用极大熵方法获得输出参数的分布函数,进而根据分布函数通过泰勒展开估计出输出参数的区间。算例1表明该研究能够在较少样本的情况下获得有效的输出参数区间,并通过两个典型的机械系统动态不确定性问题验证了该方法的有效性,并将该方法应用于一个具体的工程算例。     

输入力矩受限情况下漂浮基空间机械臂的鲁棒自适应混合控制

讨论了在空间机械臂关节控制输入力矩幅值受限且系统存在不确定参数的复杂情况下,载体位置与姿态均不受控的漂浮基空间机械臂系统的智能控制问题。结合系统动量守恒关系进行系统运动学、动力学分析,并借助增广变量法,将获得的系统动力学方程表示为一组适当选择的(组合)惯性参数的线性函数。以此为基础,针对关节控制输入力矩受限且空间机械臂末端爪手所持载荷的参数不确定的情况,设计了一种鲁棒自适应混合控制方法。所提出的控制方法通过运用连续可导递增函数,有效地限制了关节控制输入力矩的幅值;且通过对不确定的系统参数进行鲁棒自适应调节,有效地克服了不确定性对控制精度的影响;更重要的是,无论不确定参数的估计值是否超出给定的误差范围,提出的控制方法都能保证系统的稳定,体现了控制系统的强鲁棒性。仿真运算结果证实了该方法的有效性。     

基于输入能量的地震动时程强度包络函数研究

结构随机振动分析和人工合成地震动记录均需要将反应谱转换为功率谱,地震动强度包络函数对转换结果有着重要影响。为合理地确定强度包络函数模型中各参数的取值,依据输入能量谱与傅里叶幅值谱的精确转换关系,建立了由非平稳地震动功率谱计算输入能量谱的方法,并分析了各参数取值对功率谱与能量谱的影响。以匹配设计谱的天然地震动记录样本的平均输入能量谱作为参考依据,通过与设计谱转换得到的输入能量谱进行对比分析,确定了各类场地设计谱转换为功率谱时,强度包络函数模型的各参数取值。通过人工合成地震动记录的输入能量谱分析,验证了各参数取值的合理性。     

识别结构模态参数的神经网络方法研究

提出了在输入未知时基于频率呼应函数用神经网络识别结构模态参数的方法,并研究了不同的噪声水平和网络输入层点数目对网络输出误差的影响。讨论了网络对不同阶数模态参数的识别精度。数值结果表明此方法是可行的。     

环境激励下脉冲响应函数与相关函数的关系

单位脉冲响应函数中包含了系统所有的动力特性参数,提取系统的单位脉冲函数或频率响应函数是获取系统动态特性参数、进行系统辨识以及对系统进行健康监测与精确控制的前提。在受环境激励的系统中,由于激励无法直接测量,导致单位脉冲响应函数无法直接获取。在自然激励技术(natural excitation technique)的基础上,基于复模态系统的多输入多输出位移响应,讨论了环境激励下系统单位脉冲响应函数与响应的相关函数之间的关系。基于实模态系统并将质量矩阵进一步假设为对角矩阵,辨识出系统所受环境激励的强度分布。根据辨识的模态参数以及环境激励的强度,由响应的相关函数重构了系统的单位脉冲响应函数。最后通过仿真进一步验证了文中的结论。     

误差白化与Kalman滤波的微硅加速度传感器动态补偿

通过模型参考的系统辨识方法建立微硅加速度传感器的动态补偿器。由于测量噪声和补偿器对传感器的频带扩展,使得补偿器的输入/输出信号存在严重的噪声干扰。在噪声干扰下,采用均方误差为代价函数的系统辨识方法,无法得到补偿器参数的无偏估计。补偿器参数的偏差和传感器频带的扩展将会使补偿器的输出信号出现严重失真和高频噪声干扰。为解决噪声对硅加速度传感器的动态补偿的影响,研究了一种新的动态补偿方法,该方法采用误差白化为代价函数的系统辨识方法得到补偿器的参数,可消除补偿器的参数在估计中的测量噪声影响,并通过卡尔曼实时滤波减小因传感器频带扩展所产生的高频噪声干扰。     

基于振动响应传递比函数的系统识别研究进展

与频响函数反映动力系统输入-输出的关系不同,振动响应传递比函数反映的是系统输出-输出之间的关系。振动响应传递比函数可以有效地避免对系统输入的测量,近年来成为系统识别领域重要的分析手段。该文对振动响应传递比函数进行了分类,揭示了传递比函数的特性,并着重阐明了传递比函数与频响函数之间的内在联系。以此为基础,综述了局部传递比（local transmissibility）和传递比矩阵（transmissibility matrix）在结构模态参数识别、损伤识别和模型修正应用中的研究进展。最后,该文指出了基于传递比函数的系统识别存在的问题,并对将来的研究思路作出了展望。     

基于分段线性非饱和随机共振的机械早期故障诊断方法研究

针对大型机械设备运行环境恶劣、故障特征难以提取的问题,提出一种基于分段线性双稳态势函数模型的非饱和随机共振方法。该方法通过分段线性化的势函数代替经典的双稳态势函数,然后利用频移尺度变换实现机械设备振动信号的小参数化,使其满足随机共振系统的输入条件;最后,将系统输出信号的信噪比作为遗传算法的目标函数,优化非饱和随机共振系统参数,实现机械设备早期故障特征的增强与提取。仿真分析表明该方法可以有效地提取淹没在强噪声背景下的微弱故障冲击特征,而且轴承实验证明提出的方法能够有效增强与提取故障特征频率。仿真与实验结果进一步表明提出的方法优于经典双稳态随机共振方法,不仅能够获得高的输出信噪比,而且在特征频率处具有更高的幅值。以上优点归功于提出方法不仅克服经典双稳态随机共振系统的内在输出饱和问题,而且利用遗传算法实现系统与输入信号之间的最佳匹配。     

基于RBF神经网络的飞参数据预处理

由于存在干扰,飞参系统记录的发动机参数中,经常会有不少间断点和奇异值.为了利用数据对发动机性能趋势进行预测,必须对数据进行预处理.发动机作为一个系统,其各主要输入和输出参数之间必然存在着一定的函数关系.本文研究了利用RBF神经网络和参数之间的关系对数据进行预处理,得到了较为正常的数据,结果表明该方法是有效的.     

基于多轴振动环境试验的模态参数辨识

基于平行多轴振动台环境试验数据,通过被测系统频域中的测点响应值与台面测点响应值之间的传递函数,导出估汁被测系统的频率响应函数的方法和公式,从而转化为一般的多输入多输出系统进行模态参数识别,并对各振动台输入信号谱相关性的影响和处理方法作了研究.仿真算例验证了方法的可行性和有效性.     

双剪切梁式力传感器的动态建模

本文介绍了一种双剪切梁式测力传感器的工作原理及对其进行动态校准的实验方法，在时域内用基于沃尔什函数的最小二乘法对系统的校准数据进行了动态建模，获取了系统的连续传递函数。并在频域内将直接由校准数据获取的幅频谱与连续传递函数的仿真幅频谱进行了对比，两者结果是令人满意的。     

模糊分布参数的全局灵敏度分析新方法

为合理度量随机输入变量分布参数的模糊性对输出性能统计特征的影响,提出了模糊分布参数的全局灵敏度效应指标,并研究了指标的高效求解方法。首先,分析了不确定性从模糊分布参数至模型输出响应统计特征的传递机理,以输出性能期望响应为例,利用输出均值的无条件隶属函数与给定模糊分布参数取值条件下的隶属函数的平均差异来度量模糊分布参数的影响,建立了模糊分布参数的全局灵敏度效应指标。其次,为减少所提指标的计算成本、提高计算效率,采用了扩展蒙特卡罗模拟法(EMCS)来估算输入变量分布参数与模型输出响应统计特征的函数关系。最后通过对算例的计算,验证该文所提方法的准确性和高效性。     

Matlab／Simulink仿真技术在缓冲包装中的应用

以缓冲包装系统中最典型的单自由度线性与非线性系统中三次函数弹性体为例。从求解系统动态响应的角度出发。分析了线性和非线性缓冲包装系统的建模方法。利用Matlab/Simulink动态系统仿真软件包建立了仿真模型，输入模型参数，可以方便显示系统的冲击响应曲线。     

混合遗传算法在结构动力反演中的应用研究

研究了输入荷载未知条件下的结构参数识别及荷载反演问题,该问题最终归结为一个非线性的优化问题求解,根据目标函数、约束条件的具体特性,采用BFGS算法作为局部搜索算子,构造了基于浮点编码的混合遗传算法。针对系统输入未知的激励特性,采用分解反演的计算策略,从而提高了动力反演中混合遗传算法的稳健性和收敛速度。数值算例表明,这种方法具有很好的参数识别精度及荷载反演效果,对测试噪声有较强的适应能力。     

基于邻域粗糙集与RVM的制粉系统故障诊断

针对火电厂制粉系统的故障征兆参数复杂、不易诊断的特点,提出一种基于邻域粗糙集(NRS)与相关向量机(RVM)的故障诊断方法。该方法首先利用邻域粗糙集约简输入的特征向量,并将约简得到的最优决策表作为RVM的输入,采用组合核函数代替传统的单一核函数,利用网格搜索和交叉验证的方法确定最佳的核函数参数和组合核系数,建立二叉树RVM多分类模型,从而进行制粉系统故障识别和诊断。实验结果表明,该方法故障诊断准确率可达95%,且泛化能力强。     

基于沃尔什函数的最小二乘动态建模方法及应用

本文研究了一种基于沃尔什函数的最小二乘传感器动态建模方法，并详细讨论了其实现步骤。这种方法以传感器时域动态校准数据为基础，可以直接得出传感器对应的微分方程或连续传递函数的系数。通过对仿真数据的辨识建模，证明了其有效性，并采用此方法对一种力传感器的脉冲响应曲线进行了实际的建模研究。     

间接测量系统模型的不确定度分析

从间接测量系统模型化分析的角度出发,根据测试变量的数目、类型等特征,以及系统输出与输入间的函数关系,并结合一些实际的电学、力学参数计量检定实例,讨论了在不同的间接测量系统模型中测量不确定度的评定方法,对ISO测量不确定度评定导则中给出的标准不确定度分析方法进行了补充和扩展。     

改善低频线振动台加速度失真度的自适应重复学习控制

为了抑制低频线振动台系统中存在的摩擦力、推力波动及死区特性,提出了一种新的自适应重复学习控制方法。利用函数逼近技术将死区不确定性表示成正交基函数的线性组合。所设计的控制律由自适应构件、等效PID构件、重复学习构件组成。自适应构件用于在线估计线性组合中的未知参数及摩擦力数学模型的参数;PID构件用来镇定低频线振动台系统,抑制非周期性扰动;重复学习构件在未知对象模型的情况下抑制周期性推力扰动,并提高对周期性输入信号的跟踪能力。采用Lyapunov理论设计的自适应重复学习控制律保证了闭环系统的渐近稳定性和跟踪性能。仿真结果表明该控制方法提高了低频线振动台的跟踪性能,并改善了加速度失真度。     

压电陶瓷驱动三自由度精密定位系统的弹性动力学与输入调理特性研究

对压电陶瓷驱动三自由度精密定位系统的动力学性能进行了研究。首先建立了系统的弹性动力学模型，采用变截面框架单元描述柔性铰链，给出了其单元刚度矩阵和质量矩阵。通过实验获得了系统的低阶模态参数，并和分析结果进行了比较，验证了所建动力学分析模型的正确性。提出了基于动力学特性分析的驱动输入调理概念。分别采用正弦曲线和五次多项式作为调理函数对系统驱动的动态性能进行了研究。研究结果表明：对驱动输入进行必要的调理是十分必要的，所采用的两种调理方法均有效改善了系统的驱动特性，但由于采用五次多项式作为调理函数完全避免了驱动开始和结束时的加速度冲击，因而可获得更好的驱动效果。