部分输入未知条件下的桥墩物理参数识别及波浪力反演

基于全量补偿复合反演算法,对孤立墩柱在波浪力部分输入信息未知条件下,分别对无噪声和有噪声干扰的情况进行桥梁墩柱结构的物理参数识别及波浪时程反演研究。算例数值分析表明,结构物理参数识别结果满足精度要求,对墩柱在部分未知输入信息下的参数识别的反演方法是可行的。从而为跨江、跨海墩柱受波浪力作用下的结构物理参数识别研究提供了一种新的方法,供工程应用参考。     

滑动轴承油膜参数识别的新算法及试验研究

提出一种滑动轴承油膜动力特性系数(油膜阻尼系数和油膜刚度系数)试验识别新算法.利用振动理论和最小二乘方法推导出识别算法的数学模型,并进行了试验研究.试验结果表明,该方法可以有效地抑制无用信号,具有较高的识别精度.利用该算法不需要事先测量基础刚度和阻尼,同时还可以识别轴颈的等效质量.     

强震作用下桥墩结构物理参数识别及荷载反演分析

强震后对桥梁墩柱的损伤识别是灾后桥梁加固维修的重要依据,也是健康检测的关键技术之一。根据地震在桥墩结构任意节点处的作用是时域相关的特性,运用全量补偿复合反演算法对桥墩结构物理参数进行识别,并结合"统计平均法"反演输入地震加速度时程。以某典型桥梁墩柱为工程背景,在输入汶川地震波下验证该算法的有效性和可靠性,并对有一定噪声作用下的抗干扰能力进行探讨;从而为强震地区桥梁结构损伤识别及健康检测提供有效的途径。     

考虑结构质量未知的非链式结构系统识别方法

目前已发展了许多基于结构振动响应进行结构系统识别的方法,但这些方法大都假定结构质量已知.虽然有部分学者研究涉及到质量未知的结构系统识别,但提出的方法还需要观测结构全部响应,尤其大多数为链式结构识别,对非链式结构研究很少.本文针对这些不足,研究考虑结构质量未知的非链式结构系统的识别,提出基于扩展卡尔曼滤波(EKF)方法,仅需要观测梁结构部分加速度响应,可同时识别结构的位移速度响应状态与未知的结构质量、刚度、阻尼参数.进一步推广了外激励未知情况下的扩展卡尔曼滤波(EKF-UI)方法,融合观测的结构部分加速度与应变响应,同时识别结构的位移速度响应状态与未知的结构质量、刚度和阻尼参数.并分别采用简支梁在已知和未知外激励下结构系统的识别算例,验证提出的两种方法的有效性.     

基底输入未知条件下质量不确定结构损伤识别

针对结构各层有效质量和地震动输入均未知情况下的损伤识别问题,构造了不需要已知周围土壤、邻近结构和非结构构件影响的层间规格化刚度参数和阻尼参数,提出了一种新的逐层递推时域识别方法,给出了用规格化参数进行损伤识别的公式.为避免结构质量的影响,引入暂态影响参数和相关参数,并分析了质量误差对参数识别的影响.该方法利用测试数据时程直接进行结构损伤识别,并可反演出地震动时程.算例表明本方法切实可行.     

机械结合面阻尼参数识别的一种方法

提出一种基于实测传递函数矩阵来识别机械结构面阻尼参数的新方法。该方法不淑及机械结构的质量矩阵和刚度矩阵,从而避免了这两种矩阵模建误差对阻尼参数识别精度的影响。     

层状地基-基础-框架相互作用系统的参数识别

提出了一种层状地基-基础-框架相互作用系统的参数识别方法.根据集中剪切型系数的运动特征,将层间刚度和阻尼从总体系统中分离出来,依据最小二乘识别法则,导出了层间刚度和阻尼这些层间参数识别的递推方程,以此为基础建立了地基-基础-框架相互作用系统的参数识别方法.并以人工模拟系统输入和输出的方法,对一位于三层粘性土上的框架结构系统,实施了参数识别的全过程.结果表明,所建立的系统参数识别方法,对识别初始值的要求较低,且具有良好的识别精度.     

一种物理参数识别的时域频域混合法

本文论述了在状态空间中应用复模态理论对粘性阻尼系统的物理参数进行识别的一种方法,提出了从测得的时域、频域数据计算质量、阻尼和刚度矩阵的一个过程。文中采用了双最小二乘逼近来识别系统的模态参数。在识别物理参数时,采用了不同测点的数据进行计算,以求达到更好的精度。     

复杂结构刚体惯性参数识别方法与试验

为了高效精确地识别复杂结构刚体的惯性参数,基于频响函数质量线法,设计了惯性参数识别试验装置。采用多体动力学仿真分析了系统刚度与阻尼、噪声、激励点坐标误差、响应点坐标误差、激励角度误差以及传感器安装角度误差对惯性参数识别精度的影响规律。借助搭建试验装置,对已知惯性参数的样件进行识别,惯性参数误差都在5%以内。表明基于频响函数质量线法的试验装置可以高效精确地识别复杂结构刚体的惯性参数。     

转向架系统簧上质量的物理参数识别

提出了基于质量感应法、状态空间理论和模态空间理论的3种转向架系统簧上质量物理参数识别方法,设计了用于物理参数识别的定向激励测试工况,并通过仿真试验对以上参数识别方法进行验证及对比分析.结果表明,当采用质量感应法、状态空间理论和模态空间理论时,附加质量大小分别选取为系统质量的8%、17%和7%时识别精度较高;总体来看,模态空间理论的识别精度最高,状态空间理论次之,质量感应法最低;就质量参数、惯量参数、一系垂向刚度及阻尼参数识别而言,可以不考虑转向架簧上质量质心与一系悬挂下作用点位置高度差的影响;在高度差较小时,也可忽略其对结构参数识别精度的影响.     

结构与控制系统的一体化设计--柔性臂和控制系统的融合设计

将结构柔性动力学理论和现代控制理论相结合,以单输入输出的柔性臂控制为例,在机械系统的转动惯量最小化、一阶固有频率最大化和系统暂态响应控制能量最小的多目标评价下,通过柔性臂的结构尺寸、驱动力的作用位置和系统状态反馈的增益等设计变量的融合设计,实现柔性臂机电系统暂态响应等综合性能的提高．提出了对于多刚体多柔体耦合的复杂机电系统设计,应用模态法降低控制器维数,通过融合设计实现机电耦合设计的方法．从复杂的结构、控制系耦合特征出发,提出了结构与控制系统一体化工程设计的实现方法．以传统的结构和控制反复设计为比较对象,证明了此方法对于解决机械结构参数和控制参数之间的强耦合、提高系统综合性能的有效性．     

柔性三坐标测量臂的标定技术研究

给出了一种柔性三坐标测量臂的机械结构、测量方程以及测量误差线性模型，依据高精度正交三坐标测量机提供的标准，运用最小二乘参数辨识法对测量臂进行标定，并较好地解决了测量臂基准坐标系与高精度正交三坐标测量机的坐标系不能完全重合的问题．给出了标定实验结果，并对结果进行了检验．由于所研制的测量臂采用了比较稳定的机械结构以及输出比较稳定的角度编码器，因此标定效果比较明显．比较标定前后的结果，所使用的标定模型能使测量臂的测量精度提高约20倍，具有较好的标定效果及实用性。     

基于柔性神经树模型的股票市场风险预测

利用柔性神经树模型的改进结构优化算法对影响股票市场的过程参数进行筛选,在精确度较高的前提下在比较短的时间内找到影响股票市场风险的重要参数。在柔性神经树模型的学习过程中,该算法的进化代数不是一个固定值,而是以误差率来控制进化代数,试验证明此算法使模型最优,效率和精确度非常高。柔性神经树模型的结构和参数优化分别由概率增强式程序进化和模拟退火算法完成。研究结果表明该改进方法对预测股票市场风险是非常有效的。     

一类新型混沌系统的同步控制

以一类新型系统为基础提出了一种改进的同步控制方法，使参数的选择更加灵活和实用，并详细证明了这类新型混沌系统同步而且估计了同步速度，给出了新型系统与洛仑兹混沌系统的异结构同步的数学模型．理论分析指出只要选取参数大于零就能达到同步控制的效果，且同步误差的收敛速度为O（e^-1）．数值模拟说明了理论结果的正确性和方法的可操作性．     

基于改进Gauss-Newton法的在役桥梁结构参数识别

针对在役桥梁结构静力参数识别中识别参数初始值难以确定的特点,提出了改进Gauss-Newton法.先对在迭代矩阵中增加一个阻尼项以防止迭代矩阵出现奇异的方法进行初步识别,再将初步识别结果作为Gauss-Newton（G-N）法的初始值进行再识别,从而既克服了G-N法对初始值要求苛刻的缺点,又保持了G-N法识别精度高的优点.模拟试验结果表明,该方法既能有效处理奇异和非正定矩阵,消除由于初始估计值偏离真值过大而造成识别结果发散的困扰,又能大大提高识别精度,从而保证了在役桥梁结构参数识别结果的可靠性.     

基于混合优化算法的关节臂式测量机参数标定

为进一步提高关节臂式坐标测量机等高机动性精密测量设备的测量精度,使用D-H矩阵法建立其关节坐标转换数学模型并据此推导出参数误差模型.针对非线性多参数标定问题,通过变换分析消除了最小二乘法求解时矩阵中的冗余参数,降低了计算的复杂性.设定判定准则并实现最小二乘法和模拟退火算法的混合,提出了一种基于混合优化算法的参数标定方法,解决了LM算法的初值设定和SA算法的搜索效率逐步降低的问题.实验结果表明:关节臂式测量机参数经混合优化算法标定后,参数的误差范围有了显著的缩小,单点重复性误差的平均值减小了1.746 mm,长度误差的平均值减小了0.941 mm,测量误差得到了进一步的抑制.     

基于混沌粒子群算法的柔性线缆装配序列规划技术

针对复杂机电产品中柔性线缆装配序列自动规划难题,提出了一种基于改进粒子群算法的柔性线缆装配序列规划方法.首先确定了线缆装配的约束条件,在此基础上以线缆装配优先等级、线缆长度、直径、弯曲半径、分支数为综合优化目标,建立了线缆装配序列规划的数学模型;然后对标准粒子群算法进行离散化处理,使之适用于装配序列规划问题的求解;在此基础上分别对装配序列的初始化和算法的搜索策略进行改进;最后将所提算法应用到某型号卫星结构板的线缆装配序列规划过程中,验证了其可行性与计算效率.      

套索驱动柔性机械臂设计与研究

针对刚性机械臂在狭小环境下运行困难、操作难度较大等问题,提出一种仿生象鼻的柔性机械臂.采用分段常曲率的假设对连续体进行分段处理,搭建连续体动力学模型;代入每段套索长度、弯曲角度等变量数据进行动力学仿真,绘制连续体三维模型;改变弹簧长度、弹簧刚度、套索协调方式,对柔性机械臂的机构进行仿真,确定模型的材料要求;搭建样机进行弯曲缠绕试验.仿真与试验结果表明,以弹簧、套索为核心的柔性机械臂可在较短时间内实现360°弯曲,完成弯曲缠绕动作.     

基于遗传算法的排桩支护结构优化设计

基于自然选择和自然基因机制的遗传算法是当前处理复杂非线性模型的一种新的优秀方法。为此,文章建立了悬臂式排桩这一基坑支护结构形式的数学模型,并运用改进遗传算法对设计参数进行优化调整;结合以实际工程资料为背景的支护案例进行优化。计算结果表明,设计参数既满足约束条件,又可降低工程造价,从而显示了该方法的有效性,具有一定的参考价值。     

某大型运输车的耐久性虚拟试验研究

耐久性问题是车辆领域的研究热点,对车辆进行实物疲劳实验成本高、周期长,为了缩短研制周期,降低研究成本,提出了虚拟试验的方法来研究车辆的耐久性问题. 以某大型运输车为研究对象,建立了其有限元模型,通过静力学分析获取了应力分布结果和车架变形结果;通过模态分析获取了柔性体结构的模态信息. 基于模态应力恢复理论,考虑车架、上摆臂、下摆臂和力轴的柔性,建立了整车刚柔耦合模型,获取了在平坦路面行驶的动力学响应.与实测结果对比,车架测点的垂向加速度均方根值在误差接受范围内,验证了模型的正确性. 根据Palmgren-Miner准则,对车辆在D级路面的行驶寿命进行了评估,结果表明,4桥悬架结构疲劳寿命最小,并且下摆臂结构出现了应力集中. 通过改进下摆臂结构增加了其使用寿命,为车辆结构的设计提供了参考.