基于Euler Bernoulli理论的压电系统集中参数模型修正

针对压电俘能系统悬臂梁结构集中参数模型的局限性,引入Euler Bernoulli梁振动模型。通过分析两模型在振动时相对位移传递率发现,集中参数模型在基础激励情况下,传递率峰值存在较大偏差。理论分析Euler Bernoulli及集中参数模型在1阶模态附近位移传递率函数,对集中参数模型进行修正。仿真及有限元结果表明修正后的集中参数模型相对位移传递率峰值与Euler Bernoulli模型在低阶模态吻合良好。     

支架结构建模中设计参数的修正与优化

为降低某支架有限元建模的参数设置误差。根据有限元模态和实验模态结果,建立模态频率残差向量。应用灵敏度分析法,从结构12个设计参数中选取了3个弹性模量和3个密度参数作为修正量。以模态频率残差向量和参数修正量构建目标函数,并采用优化算法行求解。修正后的有限元模态与实验模态具有高度的一致性,表明修正后的支架有限元模型能够准确地反映结构特性,同时也验证设计参数修正方法的有效性和可行性。     

基于ARMAX模型及MA参数修正的框架结构动态参数识别

结构动态参数识别和特征提取是工程，特别是重大工程质量和寿命全过程监控的核心研究内容，本文用ARMAX模型对结构的输出数据建模，然后识别结构的步和阻尼，在识别过程中为了消除相位多值性而带来的ARMAX模型对结构的输出建模，然后识别结构的频率和阻尼进行识别，最后对此方法在十六层框架结构模型上进行了试验验证，计算结果表明，该方法获得较好的效果。     

基于二分法-PSO的碰摩转子有限元模型修正

根据模型修正理论,基于有限元模型模态分析结果与试验结果,采用二分法–PSO优化算法,进行模型修正。该方法提高了有限元模型修正的速度与精度,且避免了在PSO迭代寻优过程中陷入局部最优的问题。结果表明,采用基于二分法–PSO的模型修正方法得到的有限元模型的精度有了大幅度的提高,且更为准确地反映了试验模型的结构特征。将修正后的模型用于碰摩故障的研究,研究转速变化对转子碰摩动力学特性的影响,研究结果表明：仿真结果与试验结果一致性较高,为实际工程中转子系统的安全稳定运行提供一定的实际参考价值。     

基于试验模态的高速列车车体结构动力学模型修正研究

精确的有限元模型对于结构动态响应预测以及动态设计至关重要。利用模态试验数据,针对高速列车结构特点与动力学特性,深入分析设计空间方法选择、修正参数选择、响应面拟合和参数修正等关键问题,运用动力修正相关理论提出适合高速列车的基于试验模态车体动力学有限元模型修正方法。并运用该方法,采用模态试验数据修正高速列车车体结构的模态分析模型,频率的计算结果与试验结果的最大误差为-0.260 9%。研究验证基于模态试验数据高速列车车体动力学有限元模型的响应面修正方法的有效性。     

适用瞬态响应计算的火箭结构动力学模型修正方法

大型火箭结构十分复杂,其连接型式多,存在多分支结构。分析火箭结构中存在弱刚度的内-外翻边连接、螺栓点连接等典型连接型式,基于元素型法,以这些部位刚度为修正参数,开展动力学模型修正方法研究。结果表明,采用的方法能保证修正后模型的物理意义和真实性,能够适用于瞬态外激励作用下的结构响应计算,特别是内力响应计算。修正后模型的各阶模态结果和试验吻合较好,且与实际试验中瞬态响应的实测结果相比,计算具有较高精度,能够满足工程需求。     

基于参数模型的测试缺失数据恢复

工程实验测试中常会因测试系统部件选取不合适或发生故障等原因而造成数据缺失现象。研究利用参数模型方法对其进行恢复。通过对被测信号中正确数据的分析,确定出模型结构、阶次、具体参数,并进行检验和优化,得出最佳模型。针对实际的空测数据进行了仿真和应用,证明该方法是有效的。     

基于频响函数的结构损伤识别模型修正方法

针对模型修正中测量数据不完备问题,提出一种利用频响函数结合结构损伤识别进行模型修正的方法。首先,采用频响函数摄动分析法建立频响函数灵敏度方程,并综合考虑结构响应对参数变化的灵敏度及阻尼对振幅的影响等因素,合理选择频率范围;然后,利用完好结构的频响函数和测量得到的损伤结构固有频率重构损伤结构未测量节点的频响函数;最后,研究与模型修正相适应的传感器优化布置方法,确定传感器数目及测点位置,从而为模型修正提供所需的频响数据。数值模型试验表明,利用较少数量的传感器提供的频响数据即可识别出损伤位置和损伤程度,得到与结构实际参数相符的模型修正结果。     

基于逆响应面法的有限元模型修正

基于响应面法（RSM）的有限元模型修正是以若干设计参数（如密度、弹性模量等）为自变量,以若干特征参数（如固有频率、振型等）为因变量,通过回归分析方法来拟合特征参数关于修正参数的显式表达式。提出的逆响应面法（IRSM）则是以特征参数作为自变量,设计参数作为因变量。利用此法的有限元模型修正可直接根据特征参数的目标值得到设计参数的修正量,而不需要经过迭代计算,有效地提高计算速度和精度。介绍逆响应面法及其应用,讨论使用响应面法和逆响应面法进行有限元模型修正的优缺点和适用范围,分析适合于逆响应面法的逆响应面函数、实验设计方案和回归精度检验的方法。利用逆响应面法对一简支梁进行有限元模型修正的结果表明,逆响应面法能高效准确地修正设计参数,对于输出变量少于输入变量的情况更能显著减少有限元计算次数,适用于复杂的工程结构。     

基于响应面方法的支架结构模型修正研究

为减小有限元建模中不可避免的误差,以支架结构模型为研究对象,选取结构不同部件的三个弹性模量和三个密度参数作为设计变量。根据中心复合设计,建立试验样本空间,利用样本参数的显著性分析结果筛选修正参数。结合线性回归方法,建立支架模态频率与修正参数的二阶多项式。以试验模态分析结果为依据,完成支架结构模型修正。响应面方法修正后的模态频率与试验模态频率具有一致性,且避免重复调用有限元模型,大大提高修正效率,具有修正响应快速性和工程实用性。     

抑制残留振动的三种整形器设计和鲁棒性分析

提出用z平面上极零相消概念设计整形器。可以避免求解复杂方程组。使用提出的方法对两模态柔性系统设计了三种整形器。振动抑制仿真显示。提出的方法对设计有强鲁棒性的ZVD和EI整形器是简便和有效的。     

柔性基础混沌化线谱控制技术研究

船舶辐射水声中的线谱成分是被动声纳在水声对抗中检测、跟踪和识别目标的主要特征信号,对线谱成分进行控制能有效提高船舶的水声隐声性能。传统的隔振方法无法改变隔振系统的线谱成份,利用反馈混沌化控制原理,采用时变反馈参数的离散混沌化方法,通过调整和优化控制器参数,使基于柔性基础的隔振系统在谐波激励下能够产生稳定的混沌,改变通过隔振系统输入到船体的频谱结构,从而改变船舶辐射水声的频谱结构,并降低辐射水声中的线谱成分,达到有效降低辐射水声线谱成分的目的。     

Suppression of Motion-induced Residual Vibration of a Cantilever Beam by Input Shaping

Input shaping is an effective means for suppressing motion-induced residual vibration of lightly damped structures. Here, to demonstrate the ideas of various input shaping schemes for continuous structures, the model system of a cantilever beam, whose base is to be displaced by a prescribed distance, is considered. The cantilever-beam motion is modeled by the damped Bernoulli-Euler beam equation, and is then decomposed into normal vibration modes. For the particular system set up here, the modal equations of motion are linear and uncoupled, and consequently are integrated analytically. It is then shown that, by completing the cantilever base movement in a series of properly calculated steps (i.e., by shaping the input command of the dynamical system), so as to annihilate the dominant vibration modes through destructive interference, the overall induced vibration of the cantilever can be significantly suppressed. In particular, the “zero-vibration” (ZV) and “zero-vibration-and-derivative” (ZVD) input shaping schemes previously proposed for discrete systems are adapted and applied to the continuous beam here. The theoretical results are also supported by experiments.     

基于滑模输出反馈与输入成形控制相结合的挠性航天器主动振动抑制方法

针对挠性航天器大角度姿态机动的振动抑制问题，提出了一种基于输出反馈滑模控制和输入成形振动抑制方法相结合的主动振动控制策略。输入形成器作为前馈控制器作用在反馈回路的前相通道，通过改变输入命令的作用形式，在保证参考模型（标称对象）完成指定的姿态机动的同时抑制掉对系统影响较大的挠性结构的振动；而对于闭环控制回路，考虑挠性结构模态不可测、模型参数具有不匹配不确定性以及外干扰力矩的作用，在输出反馈滑模控制的基础上，给出了仅利用输出信息的滑模控制器设计方法，保证跟踪参考模型的输出以获得要求的闭环系统的性能。将该方法应用于单轴挠性航天器的大角度rest—to—rest（静止到静止）姿态机动控制进行了仿真研究，结果表明，所提出的方法是可行而有效的。     

柔性联轴器对振动系统响应的影响

以一个装有柔性联轴器的振动系统为研究对象,应用Lagrange方程建立系统的动力学方程并进行数值求解,并分析柔性联轴器对振动系统不同时段响应的影响。在振动的初始阶段,振动体的响应由激振频率、振动系统固有频率以及旋转系统固有频率三个频率成分组成。在稳态阶段振动体的响应取决于振动系统的激振频率。为了分析柔性联轴器对系统运动稳定性的影响,经计算得到旋转系统在受到扰动时的响应,隨之柔性联轴器的阻尼的增加,对系统的振动也可予以改善。     

复杂柔性隔振系统研究概述

从研究对象,建模方法和评价指标三个方面阐述复杂柔性隔振系统,主要是浮筏隔振系统的研究概况。重点讨论隔振系统中的子结构弹性和隔振器的驻波效应;并讨论子结构方法,有限元法和功率流方法。     

柔性耦合系统主动隔振有效性策略研究

针对设备上楼柔性安装问题，建立了有限板式基础、电磁式作动器的主动隔振系统的模型，通过推导得到主动隔振有效性的充要条件，得到改善主动隔振有效性的策略。最后通过数值仿真验证了推论的正确性。     

柔性基础混合隔振系统建模与控制

实际的混合隔振系统一般由刚体振源、弹性安装基础以及连接它们的隔振器、作动器构成,是一个复杂的具有刚柔耦合特性的无限维分布参数系统。为了兼顾系统建模的准确性和控制器设计的方便性,采用子结构模态综合法对柔性基础混合隔振系统进行建模,并与ANSYS建立的有限元模型进行对比,在验证模型有效性的基础上,基于修正的独立模态控制算法对混合隔振系统进行控制设计和仿真分析,结果表明设计的混合隔振系统能够有效地减小基础的振动响应,且隔振效果优于被动隔振系统。     

基于输入指令整形法的X光机残余振动抑制

为实现骨科手术自动化,研制了用于获取断骨位置和姿态信息的全自动C形臂X光机,但其结构形式决定了它是一种典型的大惯量、高柔性机构,易于产生残余振动.残余振动的存在不利于图像的连续拍摄,且影响拍摄质量.采用输入指令整形技术,针对系统的一、二阶模态,设计输入指令整形器,对系统的输入指令进行整形滤波后,有效地消除了残余振动,提高了系统的响应速度.输入指令整形方法本质上是设计一种滤波器,采用该方法抑制残余振动不需要对原有系统的结构和硬件作任何改动.实验证明,这种方法对于抑制大惯量、高柔性系统中存在的残余振动问题是有效的.     

基于预测函数控制算法的柔性结构振动抑制研究

将系统离散化的状态空间方程作为预测模型,设计基于预测函数控制算法的柔性悬臂梁振动控制系统。预测函数控制算法减小系统的在线计算量,提高系统的实时响应能力。使用Matlab对振动控制系统进行仿真,结果表明该算法能够很好地抑制柔性悬臂梁的振动。