用几何最小二乘法改进 ITD 法的阻尼识别精度

ＩＴＤ（ＩｂｒａｈｉｍＴｉｍｅＤｏｍａｉｎ）模态识别方法可不用输入系统的信息就识别系统的模态参数，但识别的模态参数常常很不精确，且阻尼比的识别精度很差。当激励信号不是独立白噪声信号时，不应该采用ＩＴＤ法进行模态识别。推导了ＩＴＤ法识别的模态频率和阻尼比的相对误差公式，由此分析了造成阻尼比识别结果很差的原因，并且引入了Ｉ－ｂｒａｈｉｍ提出的双最小二乘算法（ＤＬＳ），在此基础上，提出了几何最小二乘法（ＧＬＳ）。通过理论推导和算例验证得到：一般情况下，ＧＬＳ和ＤＬＳ算法均可提高阻尼比的识别精度，且前者的识别结果优于后者。     

广义最小二乘限定记忆参数辨识方法与仿真研究

最小二乘参数辨识法可用于动态系统、静态系统、线性系统、非线性系统的参数估计.可用于离线估计,也可用于在线估计.最小二乘辨识法简单、实用,其递推算法收敛可靠,并且当模型噪声为白噪声时,可得到无偏、一致和有效的估计,从而得到广泛的应用.但当模型噪声是有色噪声时,最小二乘参数估计不是无偏、一致估计,并且随着数据的增长,最小二乘递推辨识算法将出现数据饱和现象,以致递推算法慢慢失去修正的能力.广义最小二乘递推算法解决了模型噪声是有色噪声时,最小二乘参数估计的无偏性和一致性问题,并能给出噪声模型的参数估计值,但依然存在数据饱和问题.论文在广义最小二乘递推算法的基础上引入限定记忆方式,获得了广义最小二乘限定记忆参数估计递推算法(RFMGLS),解决了广义最小二乘递推算法的数据饱问题.仿真结果表明了RFMGLS算法的有效性.     

一种改进最小二乘复频域方法及其应用

针对最小二乘复频域法在噪声干扰下模态参数识别精度不高的问题,采用分母替换函数,提出有理函数拟合改进算法,将其迭代后引入最小二乘复频域法.通过简支梁实验台锤击信号得到频域响应函数,代入到改进的算法中进行研究.结果表明:有理函数拟合最小二乘复频域法比最小二乘复频域法在噪声干扰下的识别效果较好,经过有理函数拟合改进后的多项式在阶次较低的情况下能识别出全部极点并得到更理想的稳态图,且对阻尼比的识别更接近真实值.     

桥梁断面气动导数识别的修正最小二乘法

分析了最小二乘原理应用在桥梁断面气动导数识别中存在的问题,提出了气动导数识别的修正最小二乘方法.为防止由噪声信号所造成的非线性参数迭代求解时出现的发散现象,提出应用进度因子的措施.通过对实测数据模态参数识别的验证,表明修正最小二乘方法比其他识别方法具有更好的可靠性和强健性,收敛速度也更快.此外,在为最小二乘法设定复频率初始值时,引入了考虑噪声影响的时域识别法,提高初始值的精度,对最小二乘法的迭代有利桥梁断面气动导数识别的修正最小二乘法@丁泉顺@陈艾荣@项海帆     

振动系统时变参数识别分析

本文利用变物理参数微分方程模型,讨论了刚度与阻尼随时间变化时,物理参数与模态参数的识别问题,比较了三种在线识别技术.数字模拟结果表明,采用变物理参数微分方程模型可比采用差分方程模型极大的提高最小二乘法识别阻尼比的精度.当加入系统的噪音较大时,有些改进识别方法失效,但最小二乘法仍能给出较好的估计.     

工作模态参数识别方法的研究

针对传统模态识别方法难以准确识别重频、高阻尼比的模态参数的特点,主要研究了系统在环境激励下不同工况用随机子空间法和Polymax算法识别的模态参数(模态频率、模态阻尼比和模态振型)的变化情况。随机子空间法是一种时域模态参数识别方法,在相邻模态的识别方面,它明显优于一些传统的模态识别方法。Polymax模态识别方法也称为多参考点最小二乘复频域法,在阻尼比的识别方面具有明显的优势。本文通过悬臂梁的对比实验研究验证了它们在不同激励条件下的有效性和可靠性。     

AAM图像处理方法的不同最优化性能研究

主动外观模型(Active Appearance Model,AAM)是一种统计参数化模型,AAM模型在人脸特征点提取和识别中有广泛的应用。AAM模型拟合的主要思想是使测试图像与模板图像之间的纹理差异值最小,也就是一个最优化问题。传统的AAM方法利用最小二乘法求解这个最小化问题,在最小二乘法中当计算Hessian矩阵以及逆矩阵时,由于该逆矩阵可能是奇异矩阵将会产生较大的误差。因此,在研究不同的最优化算法基础上,分别采用遗传算法、QPSO、牛顿法、最小二乘法求解AAM拟合中的优化问题。通过实验展现AAM在不同优化算法下的拟合性能。     

CARMA模型离线最小二乘迭代辨识方法

基于迭代最小二乘原理,提出了辨识CARMA模型和输出误差模型参数的最小迭代算法。两个最小二乘迭代算法分别比递推增广最小二乘算法和辅助模型递推算法具有更高的参数精度和具有很快的收敛速度。最小二乘迭代辨识的基本思想是:采用交互估计理论和递阶辨识原理,在每步迭代计算中,参数估计依赖于噪声估计,反过来噪声估计通过前一次迭代的参数估计计算,二者执行了一个递阶计算过程。最后用仿真例子验证了提出的算法。     

桥梁节段模型气动导数的神经网络识别法

应用单层神经网络技术和风洞试验得到的桥梁节段模型加速度响应,提出了直接识别节段模型运动方程中的物理参数矩阵,进而一次识别全部8个气动导数的方法.该方法物理概念清晰,计算简单,便于实际应用.仿真计算表明,方法计算结果稳定有效,即使在存在5%～10%随机噪声污染情况下也能获得较好的精度.最后应用该法识别了洞庭湖大桥节段模型的气动导数.图2,表1,参6.     

基于TAM谐波检测方法

针对传统谐波检测方法及其存在的问题,将TAM方法应用于谐波检测。该方法以信号空间模型为基础,结合子空间旋转不变性和最小二乘法实现了电力系统的谐波检测。首先求解采样信号数据矩阵的协方差矩阵,然后对协方差矩阵进行奇异值分解,利用最小二乘法的原理减少噪声影响,得到较为精确的频率和幅值估计参数。仿真实验结果表明：该算法精确有效...     

NF-6跨音速连续式风洞实验数据的实时采集与显示

连续式风洞实验数据的实时采集与显示对提高实验效率和测控技术的发展具有重要意义.详细阐述了在LabWindows/CVI环境下实现实时气动力系数的显示,并分析了NF-6风洞各系统的拓扑结构、采集数据类型、传输方式、结构原理,以及所采数据在风洞运行控制和模型试验中的作用.NF-6风洞的实际运行表明,所研制的系统运行穗定、可靠性高,满足风洞实验要求.     

稳M数大系统的分析与设计

本文介绍风洞稳Ｍ数大系统的分析与设计，包括大系统的辨识、系统的智能协调控制策略与系统稳定性分析。试验结果表明，稳Ｍ数控制系统性能达到了多目标优化控制的设计目标。     

斜拉桥拉索风雨激振研究的实验设计

设计了一种用于斜拉桥拉索风雨激振研究的试验装置 ,并进行了人工降雨雨振试验、人工水线雨振试验、气动措施制振试验及气动措施测力试验四组试验。试验结果表明 ,用此种试验方法研究拉索风雨激振是可行的 ,并得到了判断气动措施制振效果的定量分析方法。     

汽车散热器的一种新型试验方法

研制出汽车散热器的一种新型试验方法，它不仅满足而且优于BJ2293－78的要求，试验装置风洞的试验段为开口自由射流，其核心区的流场是均匀的，免去了JB2293－78中所采用了风筒安装汽车散热器的麻烦，在风洞的风速调节和水循环系统流量和水量温采用了计算机控制，不仅节省了测试时间，而且大大地提高了测试精度，为确保测试的顺利进行，本检测系统还备有手动操作程序。     

基于气弹模型风洞试验研究张拉膜结构气动参数

基于两种鞍型张拉膜结构的气弹模型风洞试验,分别采用Ibrahim时域法和随机子空间参数识别法从自由响应及风荷载作用下响应的数据中识别了结构的模态参数.在此基础上,研究了气动质量及气动阻尼随风向角、风速、预张力的变化规律,并通过与前人研究成果的对比分析了各研究成果之间差别产生的原因.研究结果表明,气动质量会随风向角的变化而变化且在斜风向下时达到极值,随风速的增加而增加,随预张力的增加而减小;第一阶模态所对应的总阻尼比随风速的增加而增加.     

改进型PID风电场功率控制系统的设计

现有风电场功率控制系统存在响应速度慢与控制误差大的缺点,提出一种改进型PID算法用于风电场功率控制,从现有实际运行的风电场SCADA系统中采集大量数据,利用辨识工具做模型辨识,根据最小二乘解算法得出传递函数,在Matlab中构建试验模型,采用比例、微分先行控制,积分后行,得出理想性能PID控制器.将仿真参数实际应用到风电场功率控制系统中.结果表明,该系统响应速度快,控制精度高,具有较强实际应用价值.     

风电机组风洞测试的阻塞效应分析

风洞测试具有方便、快捷和高效的优势,在风电机组输出功率特性测试中应用较多。测试风轮直径较大时,由于存在风洞堵塞效应,会对测试结果造成影响。以300 W风电机组作为研究对象,分别采用风洞测试和车载测试进行输出功率特性测试。测试过程采用负载法,分别以电阻和蓄电池作为负载进行测试。在风洞截面为3m×3m的试验段中测试,机组空载启动风速为4.3m/s~4.8m/s,以电阻为负载时的额定风速为6.2 m/s;在车载测试中,机组空载启动风速为5.7m/s~6.2m/s,以电阻为负载时的额定风速为8.1 m/s。风洞测试比车载测试的启动风速低1.4 m/s,占车载测试启动风速的24.6 %,比车载测试额定风速低1.9 m/s,占车载测试额定风速的23.5 %。风轮直径2.3 m,其扫掠面积占风洞试验段截面面积的46.2 %,风洞的堵塞效应较大,致风洞测试数据与车载测试数据相差较大,因此风洞测试后需要修正。     

平衡大气边界层的数值模拟和风洞实验

通过了风洞实验和计算流体动力学(CFD)模拟的对比,结果显示CFD模拟风特性剖面与实验结果吻合情况符合工程应用的精度要求,说明CFD模拟的有效性和准确性.在进行与风洞试验对比的数值模拟时,研究了壁面Y+值对模拟结果的影响,说明了数值模拟的准确性需要精细的壁面网格的支持.另外,通过CFD数值模拟无限长风洞构造满足水平均匀性要求的大气边界层流场,模拟结果显示模拟满足水平均匀性要求的大气边界层风剖面与计算风工程中通常使用的风剖面有一定的差异,因此针对此问题需要进一步的研究.     

高压输电塔线体系风致非线性振动气弹模型风洞试验

基于边界层风洞气弹模型试验的方法,对高压输电塔线耦联体系的风振响应进行了试验研究,首次在风洞中重现了输电塔线体系倒塔破坏现象.研究表明:在紊流风场中,高压输电塔线体系的风致振动呈现较强的非线性振动特征,随风速增加,非线性振动程度加剧,且输电塔结构振动呈现出混沌振动特征;由于输电线与绝缘子振动的影响,塔线体系中输电塔高阶模态的振动非常显著,且随风速增加,高阶模态的能量甚至强于低阶模态的能量;导地线与绝缘子对输电塔结构的影响随风速增加而增强.塔线体系的风振响应计算需考虑高阶模态的影响.结构设计时,需合理考虑大风时导地线与绝缘子的非线性振动对输电塔的影响.     

中性大气边界层模拟试验调试方法研究

风洞模拟试验是风工程研究的一种重要手段．在风洞中正确复现大气边界层流动特性，对高层建筑和高耸结构的风载和风振试验有十分重要的意义．多年来一直是风工程界学者所密切关心的问题．本文总结了同济大学土木工程防灾国家实验室在风洞试验中模拟大气边界层流场的实践经验，并提出了完整而实用的模拟方法．