發(fā)布時(shí)間：2021-07-24 23:15

　　目的為典型的結(jié)構(gòu)非線性提供識(shí)別方法。方法基于動(dòng)力學(xué)基本理論,對(duì)典型結(jié)構(gòu)非線性系統(tǒng)在建模時(shí),將非線性單元產(chǎn)生的非線性力作為位移或速度的函數(shù)加入到潛在的線性系統(tǒng)中,對(duì)不同激勵(lì)量級(jí)的頻響函數(shù)加以分析,通過描述函數(shù)法識(shí)別非線性單元的位置、類型和參數(shù)。結(jié)果通過Matlab編程進(jìn)行仿真驗(yàn)證,使用描述函數(shù)法對(duì)非線性系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別,成功對(duì)三種不同情況的非線性系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了非線性單元識(shí)別。結(jié)論描述函數(shù)法識(shí)別的非線性位置是準(zhǔn)確的,類型是匹配的,參數(shù)準(zhǔn)確度極高。 

【文章來源】：裝備環(huán)境工程. 2019,16(05)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

符號(hào)二次剛度非線性的單自由度系統(tǒng)的頻響函數(shù)和描述函數(shù)

·46·裝備環(huán)境工程2019年5月2.2多自由度系統(tǒng)與單自由度系統(tǒng)相比，多自由度非線性系統(tǒng)的情況更為復(fù)雜。多自由度系統(tǒng)通�？梢苑譃榉蔷�性單元僅在兩個(gè)自由度之間（存在一種或多種）或多種非線性單元分別存在于不同自由度之間的情況。對(duì)于第一種情況，多自由度系統(tǒng)如圖2所示，非線性僅位于自由度1和自由度2之間，此時(shí)自由度3和4之間沒有非線性（34k不存在）。對(duì)于第二種情況，如圖2表示（34k存在），此時(shí)兩種非線性分別位于自由度1和2之間以及自由度3和4之間。多自由度線性系統(tǒng)的數(shù)值參數(shù)為：12345kkkkk1000N/m，12345ccccc5N·s/m，1m1kg,2m3kg,3m4kg,4m5kg圖2含有非線性的多自由度系統(tǒng)通過Matlab使用濾波器法求得系統(tǒng)的時(shí)域強(qiáng)迫響應(yīng)。仿真的輸入是步進(jìn)為0.05Hz的正弦信號(hào)，其頻率范圍為1~8Hz，輸入的正弦信號(hào)中，混有Matlab生成的均值為0、標(biāo)準(zhǔn)差為輸入信號(hào)最大幅值5%的正態(tài)分布的隨機(jī)信號(hào)作為噪聲。2.1.1多自由度系統(tǒng)非線性位于不同自由度之間此多自由度系統(tǒng)自由度1和自由度2之間的非線性單元為間隙-飽和特性。間隙-飽和是一種混合非線性，其在同一位置包含間隙和飽和兩種非線性，其中間隙為0.01m，線性剛度為500N/m，飽和值為5N（飽和位移s=0.2m）。通過Matlab仿真，激勵(lì)信號(hào)分別為10、0.1N。將激勵(lì)為0.1N時(shí)的頻響函數(shù)作為線性頻響函數(shù)，可以得到該多自由度系統(tǒng)的頻響函數(shù)如圖3所示，計(jì)算得到的非線性指標(biāo)如圖4a所示。由此可知，非線?

生成的均值為0、標(biāo)準(zhǔn)差為輸入信號(hào)最大幅值5%的正態(tài)分布的隨機(jī)信號(hào)作為噪聲。2.1.1多自由度系統(tǒng)非線性位于不同自由度之間此多自由度系統(tǒng)自由度1和自由度2之間的非線性單元為間隙-飽和特性。間隙-飽和是一種混合非線性，其在同一位置包含間隙和飽和兩種非線性，其中間隙為0.01m，線性剛度為500N/m，飽和值為5N（飽和位移s=0.2m）。通過Matlab仿真，激勵(lì)信號(hào)分別為10、0.1N。將激勵(lì)為0.1N時(shí)的頻響函數(shù)作為線性頻響函數(shù)，可以得到該多自由度系統(tǒng)的頻響函數(shù)如圖3所示，計(jì)算得到的非線性指標(biāo)如圖4a所示。由此可知，非線性位于自由度1和2之間，得到不同響應(yīng)位移下的描述函數(shù)如圖4b所示。通過描述函數(shù)圖形即可判斷非線性類型為間隙-飽和，對(duì)該類型非線性描述函數(shù)圖3間隙-飽和非線性的多自由度系統(tǒng)頻響函數(shù)22112sinsin11ksassasvxxxxxx進(jìn)行曲線擬合，可知參數(shù)：a=0.0099m，k=469.7N/m，s=0.0210m。由此可以看出，對(duì)于簡單的多自由度非線性系統(tǒng)，描述函數(shù)法識(shí)別非線性單元的位置準(zhǔn)確快速，類型正確，參數(shù)具有一定精度。圖4間隙-飽和非線性的多自由度系統(tǒng)非線性指標(biāo)和描述函數(shù)


本文編號(hào)：3301626