梁式结构动力模型降阶方法及其应用

工程项目当中常会遇到运载火箭、火车车厢和高层建筑等大型梁式结构的动力学性能分析,其计算工作量非常大,往往需要对动力模型进行降阶处理.针对这一问题,提出了面向梁式实体结构的多点凝聚法,基于梁平截面假设,该方法将结构每个截面上的有限元节点通过位移转换矩阵凝聚到该截面的多个凝聚点上,从而利用减缩基向量实现了模型的降阶.多点凝...     

模型的快速降阶技术

为快速进行模型的降阶,结合平衡截断（Balanced Truncation,BT）方法和特征正交分解（Proper Orthogonal Decomposition,POD）方法提出一种模型降阶方法.该方法采用频域POD快照矩阵低阶逼近系统的可控、可观Gram矩阵;通过奇异值分解（Singular Value Decomposition,SVD）提取BT＋POD模态,对低能量模态截断形成降阶子空间,并将其映射到全阶系统,从而形成基于状态空间的降阶模型（Reduced Order Model,ROM）;该模型就成为全阶模型（Full Order Model,FOM）的ROM.通过对阶数n=406的LTI SISO系统和阶数n=9的2区间电力系统进行的验证表明,在保留BT方法输入输出平衡特性的基础上,该方法效率高于BT方法.     

模型降阶方法研究

本文综合了模型降阶领域的现有方法,首先着重介绍了模型降阶的主要方法,并以图表的方式给出了各方法的分类及特性归纳。最后基于模型降阶的研究现状和存在的问题提出了一些看法,以便为实际工程应用提供参考。     

面向产品级仿真的零部件模型降阶方法

为了提高复杂产品的产品级仿真速度,缩短产品开发周期,基于模态分析理论提出一种针对零部件结构的模型降阶方法,根据零部件几何模型网格划分结果,构建质量矩阵和刚度矩阵,计算结构的模态,根据合理的方法选取尽量少的模态构建零部件的降阶模型.最后通过对一个机翼模型进行降阶处理,对比分析降阶前后计算结果,证明了方法在保证精度的前提下,有效地降低了机翼模型的自由度,为产品级仿真提供了先决条件.     

几种模型降阶方法的仿真对比研究

算法比较研究,比较几种主要模型降阶方法的优缺点,为给工程应用提供方法参考.利用奇异值分解的模型降阶方法具有较好的理论性质,能够保持降阶系统结构特性,但计算成本较高故不适合大规模动态系统的降阶;采用矩匹配的模型降阶方法计算简便,适合大规模系统降阶,但无法保证降阶系统稳定性,也很难求得降阶误差界.最小二乘降阶法同时利用了系统的Gramian矩阵和Krylov子空间理论,结合了二者的优点,使得降阶过程计算简化,保持了降阶系统的结构特性,而且降阶误差进一步减小.仿真算例证明了最小二乘法较前两者具有优越性.     

MEMS降阶宏模型仿真平台研究

随着MEMS系统级设计成为研究的热点,MEMS系统级CAD的开发日益重要.论文介绍了一种基于降阶宏模型MEMS系统级仿真平台,通过有限元方法提取MEMS器件几何物理数据.建立MEMS器件有限元模型.利用Krylov子空间算法缩聚自由度建立宏模型,通过系统级仿真平台对此进行系统级仿真. 整个流程通过VC++编译器调用ANSYS、嵌入封装的算法动态链接库、集成SIMULINK系统仿真器完成.并用双端固支梁实例对所有模块加以验证,仿真结果准确,计算效率较高.     

一个验证数字仿真模型的方法及其应用

仿真模型的正确与否是仿真试验能否成功的前提。因此,仿真试验第一步要做的工作就是模型验证,尤其是对大型仿真试验,更是必不可少。本文主要介绍数字仿真在没有专门测试设备的条件下,如何利用数字机本身对建立在它上面的仿真模型进行检验的方法,以保证参与试验的模型正确无误。并提出了一些由此而引伸出来的有用的应用。     

离散时间系统Hankel最优模型降阶及其应用

针对离散时间系统Hankel最优模型降阶问题,对标量情况由最优Hankel范数近似给出了状态空间解。将这一理论应用于无限脉冲响应（IIR）滤波器的设计,进一步提出了一种基于最优Hankel范数近似的线性相位IIR滤波器设计方法。通过采用线性相位FIR滤波器和最优Hankel范数近似方法设计IIR滤波器,使其具有线性相位,减小了逆矩阵求解中的计算量。低通滤波器的仿真实例验证了该方法的有效性。     

模型降阶和参数估计的一种快速遗传算法

针对传统遗传算法求解模型降阶和参数估计时,适配值评价既费时又效率较低的缺点,对实数编码GA引入相似度和可信度的概念,采用插值方法进行适配值评价,大大减少了评价环节的计算量,提高了整个算法的效率和实时性．通过对典型模型降阶和参数估计问题的仿真,验证了所提出方法的可行性和有效性．     

降阶模糊控制算法及其应用研究

提出降价模糊控制算法,利用多级控制策略,采用降阶函数融合信号,可以简化多输入情况下模糊控制器设计。使用线性降价模糊方法成功实现二级倒立摆的控制,证明了算法的有交效性和鲁棒性。     

基于重启Lanczos过程的模型降阶方法

针对大规模的线性时不变系统,提出了基于重启Lanczos过程的模型降阶方法。首先,通过重启Lanczos过程分别得到原始系统的可控Gram矩阵的近似矩阵及可观Gram矩阵的近似矩阵。然后,根据原始系统的可控Gram矩阵及可观Gram矩阵所满足的Lyapunov方程构造映射Sylvester方程并求解,对解进行双正交化,得到降阶所需的变换矩阵,从而得到降阶系统。运用此方法对大规模线性时不变系统进行降阶,能够得到具有较高近似精度的稳定的降阶系统。最后,数值算例验证了此方法是行之有效的。     

飞行仿真系统中舵机特性建模与模型降阶

针对某型电液伺服舵机特性,首先建立了线性数学模型,在此基础上推导出了传递函数。其次针对该传递函数阶数较高,难以在仿真系统中实现的问题,通过基于Gram矩阵的均衡模型降阶法,运用matlab工具箱对该传递函数进行降阶处理,得到了降阶最小实现模型。然后对原始高阶函数和降阶后函数分别进行了仿真试验,比较测试结果发现,两者仿真曲线基本一致,符合要求。最后将最小实现模型加入飞行仿真系统进行测试,结论表明该系统性能良好,完全能够替代真实舵机进行飞行控制系统仿真试验。     

基于遗传算法的时频域模型降阶方法

本文提出了一种基于遗传算法的时频域智能模型降阶新方法。通过发挥遗传算法的优点和引入添加微变异种群等新策略、轮流评价新策略，使得本方法具有智能和高效的特点，具有良好的工程应用价值。     

基于主导能量分析的模型降阶方法

一、引言模型简化是高阶系统分析与设计中的一个重要问题.近年来,许多国内外学者提出了不少模型降阶方法.按系统各模态对输出的能量贡献来确定主导特征根的降阶方法山就是其中之一,文献[2]将其推广到多变量的情形.这一方法计算简单,可保证降阶模型     

分数阶控制器的数字实现及其特性

针对分数阶控制器数值计算和应用难的问题,研究了分数阶控制器的数字实现方法和控制特性．取Grunwald-Letnikov定义有限项,并直接离散化,得到有限记忆数字实现法;利用Tustin算子生成函数把分数阶微分由复频域变换到Z域,然后用连分式展开式CFE(continued fraction expansion)近似展开,可得到Tustin CFE数字实现法．两种方法的频域对比分析表明Tustin CFE法优于有限记忆法．采用设计的分数阶控制器的数字实现方法,对分数阶控制器和传统PID控制器的控制性能进行了对比实验分析．研究结果表明:分数阶控制器对非线性具有较强的控制能力．     

数字校园可视化仿真系统的实现及其应用

数字校园是校园信息化的必然趋势,也是校园信息化建设的高级阶段。文中以华中科技大学校园为例,介绍了其可视化仿真系统平台创建的关键步骤,详细讨论了基于Win32和VegaAPI的仿真支撑系统的基本框架,并给出了仿真系统的简单应用,对数字校园的可视化问题进行了有益的探索。     

数字校园可视化仿真系统的实现及其应用

数字校园是校园信息化的必然趋势,也是校园信息化建设的高级阶段.文中以华中科技大学校园为例,介绍了其可视化仿真系统平台创建的关键步骤,详细讨论了基于Win32和Vega API的仿真支撑系统的基本框架,并给出了仿真系统的简单应用,对数字校园的可视化问题进行了有益的探索.