【摘要】：本文主要針對線性時變系統(tǒng)，，利用時間序列模型來進行模態(tài)參數(shù)的識別。通過數(shù)值仿真和實驗分析相結(jié)合的方法，驗證了所提算法的有效性和實用性。主要工作如下: 建立懸臂梁的理論模型，利用有限元方法計算得到其固有頻率，并作為理論標準值為下面的分析提供參考和依據(jù)。通過質(zhì)量矩陣的時變化處理，構(gòu)建了時變懸臂梁的理論模型，并分析計算了其固有頻率的時變規(guī)律。對系統(tǒng)進行動力學(xué)仿真，從而得到其振動響應(yīng)信號，并作為后面所提識別算法的輸入信號。 針對典型的AR時序模型和ARMA時序模型，在作了深入的研究分析之后，提出了利用模態(tài)穩(wěn)定性圖來確定系統(tǒng)真實模態(tài)解的有效方法。分析了振動響應(yīng)信號在不同的數(shù)值求解精度下，穩(wěn)定圖對最終識別結(jié)果的修正作用。在對穩(wěn)定圖方法噪聲影響性的分析中，其表現(xiàn)出了良好的抗噪性能。 基于短時時不變的假設(shè)，對時變系統(tǒng)做了相應(yīng)的研究和分析。與時不變系統(tǒng)分析方法類似，時變系統(tǒng)中所有時不變時間段穩(wěn)定圖的組集即反映時變系統(tǒng)在整個時間段內(nèi)的模態(tài)頻率變化規(guī)律。通過研究發(fā)現(xiàn)，在利用ARMA模型對時變系統(tǒng)進行研究時，合適的噪聲信號對于系統(tǒng)真實模態(tài)頻率的識別具有積極的促進作用，由此引出隨機共振現(xiàn)象，并作了簡單的介紹和分析。 試驗中，設(shè)計了質(zhì)量時變的懸臂梁實驗系統(tǒng)，進行實驗的分析驗證。通過信號分析儀采集懸臂梁的振動加速度響應(yīng)，依此建立時序模型并利用穩(wěn)定圖方法進行系統(tǒng)模態(tài)頻率的識別。理論分析和實驗驗證的結(jié)果表明，本文提出的模態(tài)穩(wěn)定性圖能夠有效地確定系統(tǒng)真實模態(tài)頻率。
【圖文】：

.1 時不變懸臂梁系統(tǒng)有限元建模我們選取一等截面的鋼制矩形懸臂梁作為研究對象，梁模型為基本的 Bernouli-Euler 梁其均勻離散為 10 個二節(jié)點平面梁單元，每個節(jié)點分別具有一個平動自由度和一個轉(zhuǎn)動自，系統(tǒng)的總自由度數(shù) N = 20。模型如圖 2.1 所示：

激勵信號
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：O327;N945.14

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本文編號：2680274