非对称系统的振动方程的响应求解

解耦对称系统的振动方程时,只需用右模态向量即可满足正交性条件,对非对称系统,讨论其振动系统响应的求解算法,则需引入左模态向量。本文首先将二阶非对称阻尼系统的振动方程转化为一阶状态方程形式,构造状态矩阵的左、右状态向量,然后利用左、右状态向量的正交规范化条件解耦非对称系统状态方程,在简谐激励下化为一组可解的一阶线性微分方程,最后采用积分因子法建立了这些一阶线性微分方程的求解算法,从而获得原非对称二阶系统的稳态响应。算法紧凑灵活,易于在大型工程结构动力分析中编程使用。     

电力系统在线安全经济分配新算法

本文提出电力系统在线安全经济分配(OSED)的一种新算法——常系数降维海森矩阵法(CRH).原始的 OSED 模型首先进行有功问题与无功问题的分解,然后采用非线性优化技术,建立求解有功问题的海森矩阵.假设系统各节点母线电压相角近似相等,变化的大规模海森矩阵将降维成为一个等效的小规模常系数矩阵,从而直接用于对电源变量迭代求解.一个特定的迭代过程随之导出,此迭代过程不仅对电源向量修正求解,并且同时对电压(相角和幅值)向量和拉格朗日乘子向量修正求解.算法的快速性及良好的收敛性能在算例中显示.     

有限反馈多用户MIMO系统的低复杂度用户选择

为了降低有限反馈多用户MIMO系统中的用户选择算法的复杂度,使系统支持更多的用户,基于贪婪用户选择算法(GUS),提出了一种低复杂度用户选择算法。该算法将Schmidt正交化的思想引入GUS算法,通过计算相互正交的预编码向量来构成预编码矩阵,并估计信道容量,最后寻找最佳的用户组合进行下行数据的传输。该低复杂度算法利用预编码向量的正交性避免了矩阵求伪逆的过程,从而极大地降低了计算量。仿真结果表明,在相同反馈方式下,改进后的算法仍能取得和GUS近乎相同的系统总容量。     

重频系统的频率灵敏度分析算法研究

针对重频系统提出了计算其频率灵敏度的精确方法.首先提出了相容性条件方程的概念;其次对单频系统,利用其相容性条件方程,确定了所有单频的灵敏度算法,并指出了该算法与已有结论的等价性;然后对重频系统,为了克服其左、右状态向量正交性的退化现象,特别引入了右状态向量的伴随向量来实现解耦功能,同样利用其相容性条件方程,获得了所有重复频率的灵敏度的显式解法.该算法推导过程易于理解,适用于各种重分析过程,结论简洁紧凑易于编程实现.最后以2个具有重复频率的非比例阻尼振动系统作为算例,说明了该算法的正确性及有效性,并验证了所提出的灵敏度系数控制方程的相容性.     

非对称系统的振动方程的响应求解

解耦对称系统的振动方程时,只需用右模态向量即可满足正交性条件,对非对称系统,讨论其振动系统响应的求解算法,则需引入左模态向量.本文首先将二阶非对称阻尼系统的振动方程转化为一阶状态方程形式,构造状态矩阵的左、右状态向量,然后利用左、右状态向量的正交规范化条件解耦非对称系统状态方程,在筒谐激励下化为一组可解的一阶线性微分方...     

实模态灵敏度分析的2种模态算法及其应用

文章利用一种简单而易于操作的实模态规范化方法,推导实模态的一阶、二阶灵敏度及其梯度向量和海森矩阵的全模态算法公式,并提出一种实用的模态截断准则,形成全新的实模态灵敏度的截模态算法,从而成功构建实模态的一阶、二阶泰勒近似式,为灵敏度分析在结构优化与控制、损伤识别和模型修正等工程领域中的应用提供高精度的算法支撑.最后利用数...     

OFDM系统中基于状态空间模型的ICI抑制均衡算法

为了对具有高多普勒扩展的频率选择性信道采用OFDM时,由于快速时变对子载波正交性的破坏而引入的载波间干扰进行抑制,提出了一种OFDM系统及抑制ICI的均衡算法.具体实现是首先通过对OFDM系统工作原理的分析,得到其ICI的表达式;然后把系统看作一个状态空间模型,在得到接收机端精确的信道状态信息情况下,采用AR-2模型得到信道抽头向量,把每个时刻的状态向量Sn看成是由L个相邻发射符号构成,从而采用卡尔曼滤波器来对接收机端的接收符号进行均衡.仿真结果表明,文章提出的均衡算法不仅在BER性能方面优于目前常用的几种均衡算法,而且还可以降低计算复杂度,同时在发射端采用卷积码,在接收端采用维特比译码器对系统性能也有改善.     

对称结构复模态向量的二阶泰勒展开

从计算模态灵敏度的角度来说,所提算法属于一种精确的全模态算法,它努力维持所求得的实模态灵敏度与原始二阶系统输出的复模态的动态行为之间的一致性.首先提出了单侧与双侧两种不同的规范化方法,双侧规范化后的复模态之间的正交规范性可以用来解耦灵敏度支配方程,单侧规范化条件方程可以用来消除灵敏度支配方程的奇异性.其次提出了复模态的一阶及二阶灵敏度和其梯度及海森矩阵的算法公式,从而能够成功构建复模态的一阶及二阶泰勒近似式,为结构优化与控制、损伤识别和模型修正等工程领域的应用提供高精度的算法支撑.提供的数值算例说明了所提算法的正确性及有效性.     

一种基于Cox框架与卷积码的图像水印算法

提出一种新的图像水印算法。算法基于Cox水印系统框架思想,利用高维空间中高斯伪随机信号的正交性,把传统数字通信的正交调制与卷积纠错码结合起来,实现一种卷积正交调制水印编码。与文献现有的传统多符号正交调制相比,得到了码距更大的水印信息向量集,从而提高嵌入有效性、改善水印系统性能。     

不同模量弯曲梁的自由振动

研究了拉压不同模量弯曲梁的自由振动问题.经典弹性理论中弯曲梁主振型函数为连续正弦函数,当引入材料的拉压不同模量性时,其固有频率和主振型函数均发生改变,固有频率将随弯曲刚度的变化而变化,并且由于中性轴在振动过程中发生跳变,使主振型函数成为分段函数,不同模量性越强,这种改变就越大,当拉压模量E =E-时,该分段函数又回到了经典弹性理论上来.     

大规模MIMO-NOMA下行系统可达吞吐量研究

非正交多址系统的可达吞吐量与用户分簇策略、预编码方法、功率分配算法等有关.为了提高系统可达吞吐量,提出了一种改进的k-means用户分簇算法,该算法利用空间相关性对用户进行分簇,从而降低簇间干扰;然后利用块对角化预编码对发送给各簇的信息进行预处理,使得每簇的预编码向量与其它簇等效信道向量近似正交,进一步消除簇间干扰;同时构建最优功率分配优化问题,并利用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件求得簇内每个用户的最佳功率分配系数,降低簇内用户间的干扰.实验结果表明:所提出的方法能有效提高系统的可达吞吐量.     

大型空间结构热诱发振动的有限元分析

提出了基于有限元和模态分析的方法来研究大型空间结构热诱发振动。通过模态变换,利用振型向量与质量阵和刚度阵的正交性,得到解耦的运动方程。先求出广义激励下各模态的响应,然后叠加起来得到系统的总响应。对哈勃太空望远镜的太阳能帆板,运用所提出的方法求得的数值解和文献理论解符合得较好。针对复杂的空间结构,给出了频率、振型和热诱发振动的响应。     

两端具有质量块弹性支撑悬臂梁振动特性研究

文章针对两端具有质量块弹性支撑悬臂梁,基于Euler-Bernoulli梁的基本假设,计入质量块的偏心距和转动惯量的影响,利用Hamilton变分原理建立了悬臂梁的运动微分方程和边界条件,获得了计算梁固有频率的特征方程、振型函数及其正交性条件。数值计算结果表明,考虑尖端质量块的偏心距、转动惯量可提高研究结构共振频率和振型的精确度;通过调整竖向平移弹簧刚度系数、转动弹簧刚度系数及尖端质量块质量,可以改变梁的固有频率和振型形状。     

弹性楼层能量反应的振型非耦合简化表达

为了深入了解地震作用下结构内部能量反应特征,文章利用振型分解理论,针对剪切层模型结构,研究楼层弹性能量反应的简化计算方法;提出了刚度模态矩阵的概念,并给出了振型分解下楼层弹性能量反应的表达式;结合振型正交性,提出了楼层弹性能量反应的振型非耦合简化表达式。算例表明,考虑能量简化表达式后,总能量反应误差降低了数个数量级;简化式忽略了各自由度上各振型贡献间耦合做功,计算能量反应具有低的计算复杂度,适合频率分布稀疏的剪切型建筑结构模型。     

基于一阶振型斜率的剪切型建筑结构损伤定位

提出了一种利用结构一阶振型斜率改变判断剪切型结构损伤位置的方法.首先,进行结构振型和振型斜率对损伤的敏感性分析,导出敏感性系数表达式.然后,计算结构损伤前后的一阶振型斜率差.最后,在敏感性分析和计算得到的结构一阶振型斜率差的基础上,通过迭代计算消除多损伤引起的振型斜率改变叠加进行损伤定位.通过10层剪切型框架结构不同损伤工况的数值分析表明,所提出的算法能够正确识别所有的损伤位置.     

动应变相关函数幅值向量在结构异常识别中的试验研究

推导了在白噪声激励下,结构动应变相关函数幅值向量仅与结构的频率、模态振型和阻尼比有关。在结构未出现损伤时,相关函数幅值向量中各元素应具有固定的比例。通过钢梁的无损与有损状态下的动应变测试,验证了:(1)钢梁在无损状态下,动应变相关函数幅值向量曲线呈现一致的形式;(2)引入的损伤会导致相关函数幅值向量各元素的比例发生改变,但变化量不与损伤的程度成正比。     

模拟环境激励下结构模态参数识别试验研究

为了实现结构基于振动特性的健康监测,进行了在线模态参数识别。综合自然激励技术和特征系统实现算法,进行了模拟环境激励下结构的时域模态参数识别。利用特征灵敏度分析得到质量归一化振型。对一个两层钢支撑框架模型进行了模拟环境激励试验和力锤激励试验;通过改变结构质量和特征灵敏度分析,得到质量归一化振型;同时进行了有限元计算分析。通过试验模态参数识别与有限元计算得到的模态参数的对比,证明了该方法的有效性。     

非保守系统复模态的规范正交性及其应用

通过非保守系统的状态空间形式,研究其状态向量的规范正交性,提出了一种新的规范化技术,并转化为模态空间形式．在结构优化的灵敏度分析中应用这种正交规范化条件,推导出系统模态的灵敏度表达式,排除了奇异性对求解非保守系统模态灵敏度系数的影响,公式简洁紧凑,易于实施．数值算例说明了它的正确性、有效性．     

改进的基于模态参数的结构计算模型修正算法

对基于模态参数的结构计算模型修正算法而言，实验振型扩充是一个必要环节，由于修正问题需要迭代求解，所以以往算法用于振型扩充的系统矩阵一般都来自于上一迭代过程，导致系统矩阵误差传递给用作修正参考值的的充实验模型，滞缓了迭代收敛速度，针对这一问题，提出一种改进算法，通过给扩充后的振型矩阵添加一个修正项来减小因系统矩阵不精确而导致的的充振型误差，振型修正项与待修正参数之间的相关关系由求解一个最小化系统特征方程和振型误差的优化问题获得，算例研究表明，改进的算法可以提高修正的收敛速度，且迭代收敛曲线更趋平滑。     

OPASTd子空间跟踪算法及其在盲多用户检测系统中的应用

为了提高基于子空间的盲多用户检测方法的性能,在简要介绍了现有的跟踪向量序列的主要子空间和特征元素的快速算法的基础上,提出了正交压缩近似投影子空间跟踪算法(OPASTd),该算法在应用压缩技术的同时,保证了每次迭代估计出的信号子空间的正交性。将该算法应用于多用户检测系统时,系统的抗多址干扰(MAI)和抗远近效应的能力和其他算法相比都有所提高,特别是在抗远近效应方面提高较大。