本文關鍵詞：內積運算結合遺傳算法識別密集模態(tài)阻尼的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：阻尼表征結構在振動過程中能量耗散的程度,是結構振動響應分析的重要參數(shù)之一,準確識別阻尼對提高結構的穩(wěn)定性具有重要意義。阻尼值的識別精度和識別效率受診斷方法的影響較大。目前,阻尼的識別方法有很多,傳統(tǒng)的阻尼識別方法限制條件多,且不能準確識別密集模態(tài)的阻尼比,無法完全滿足實際工程的需要。改善阻尼識別方法,提高阻尼識別精度,一直是結構動力分析領域中的重要課題。本文總結了一些常用的阻尼識別方法,分析了這些方法的優(yōu)缺點。重點介紹內積法識別阻尼的基本原理,內積法診斷阻尼的過程中忽略了信號負頻率項的影響,識別精度受到采樣時間和阻尼大小的限制。針對內積法識別阻尼時存在較多限制條件的問題,提出內積運算結合遺傳算法識別阻尼的方法。從最基本的單自由度信號入手,考慮信號的負頻率項,通過內積運算獲得完整的目標函數(shù),引入最優(yōu)化方法中的遺傳算法,優(yōu)化搜索雙變量目標函數(shù)最大值的最優(yōu)解,獲得信號的阻尼比。遺傳算法二維變量全局優(yōu)化搜索的策略提高了阻尼診斷的效率。本文方法識別過程簡便,診斷結果不受采樣時間和系統(tǒng)阻尼值大小的限制,是一種高精度的阻尼識別方法。在多自由度系統(tǒng)中,模態(tài)的密集程度是影響阻尼識別精度的主要因素。針對目前常用的阻尼識別方法不能有效識別密集模態(tài)阻尼的問題,在本文方法能夠準確識別單自由度系統(tǒng)阻尼的基礎上,提出內積運算結合遺傳算法識別密集模態(tài)阻尼。根據(jù)密集模態(tài)信號的階數(shù),構造相關的函數(shù)系,離散化后的函數(shù)系進行施密特正交轉化為標準正交向量系,將密集模態(tài)信號與標準正交向量系中的每一個向量做內積運算,得到用于求解阻尼的目標函數(shù)。引入帕斯瓦爾定理,將密集模態(tài)阻尼識別的問題發(fā)展為遺傳算法優(yōu)化搜索多變量目標函數(shù)最大值最優(yōu)解的問題。優(yōu)化搜索得到每階模態(tài)對應的衰減系數(shù)和固有頻率,從而診斷出密集模態(tài)的阻尼。該方法能有效地消除相鄰模態(tài)之間的相互干擾,準確識別出密集程度很高的模態(tài)的阻尼比。仿真算例對本文方法進行了驗證,將它與內積法以及傳統(tǒng)的半功率帶寬法進行比較。結果表明,本文方法識別結果不受采樣時間和阻尼大小的限制,識別精度高。在密集模態(tài)阻尼的識別中,經過數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)本文方法能夠準確識別密集程度很高的模態(tài)的阻尼。驗證了所提出方法的有效性和準確性,即使信號存在一定的噪聲干擾,此方法的識別結果仍然準確。在實驗中,將本文方法應用于發(fā)動機油底殼的阻尼識別。油底殼響應中存在一定程度的密集模態(tài),通過對響應信號的分析和處理,本文方法準確識別出油底殼阻尼值,進一步驗證了本文方法的工程實用價值。
【關鍵詞】：阻尼 內積運算 遺傳算法 施密特正交 密集模態(tài) 油底殼
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB53;TP18
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 國內外阻尼識別的研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 頻域識別方法13-14
• 1.2.2 時域識別方法14-15
• 1.2.3 時頻域識別方法15-17
• 1.3 論文的研究意義17-18
• 1.4 論文的主要研究內容18-21
• 第二章 常用的阻尼識別方法21-31
• 2.1 半功率帶寬法及其改進方法21-23
• 2.2 ITD法及其改進方法STD法23-26
• 2.3 希爾伯特-黃變換方法26-30
• 2.3.1 經驗模態(tài)分解26-28
• 2.3.2 希爾伯特變換及模態(tài)阻尼識別28-29
• 2.3.3 HHT方法存在的問題29-30
• 2.4 本章小結30-31
• 第三章 內積法識別阻尼31-41
• 3.1 內積運算的解相關特性31-32
• 3.2 內積法識別阻尼的基本原理32-35
• 3.3 信號負頻率項對識別精度的影響35-37
• 3.3.1 影響程度的決定因素35-36
• 3.3.2 仿真算例36-37
• 3.4 內積法在多自由度系統(tǒng)中的應用37-40
• 3.4.1 內積迭代識別密集模態(tài)阻尼37-38
• 3.4.2 仿真算例38-40
• 3.5 本章小結40-41
• 第四章 內積運算結合遺傳算法準確識別單自由度系統(tǒng)阻尼41-50
• 4.1 內積運算獲得目標函數(shù)41-44
• 4.2 遺傳算法優(yōu)化搜索最優(yōu)解44-45
• 4.3 信號的幅值和相位的識別45-46
• 4.4 單頻信號阻尼識別的主要步驟46-47
• 4.5 仿真算例47-49
• 4.6 本章小結49-50
• 第五章 密集模態(tài)阻尼的識別50-59
• 5.1 識別密集模態(tài)阻尼的基本原理50-52
• 5.2 密集模態(tài)阻尼識別的主要步驟52-54
• 5.3 仿真算例54-57
• 5.4 本章小結57-59
• 第六章 油底殼模態(tài)阻尼測試實驗59-63
• 6.1 油底殼阻尼測試實驗概況59-60
• 6.2 油底殼阻尼識別60-62
• 6.3 本章小結62-63
• 第七章 總結與展望63-65
• 7.1 工作總結63-64
• 7.2 前景展望64-65
• 參考文獻65-69
• 致謝69-70
• 攻讀碩士期間所發(fā)表的論文70

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本文編號：344815