基于系统响应瞬时特性的非线性系统识别

在Krylov-Bogoliubov-Mitropolski(KBM)法的基础上,提出一种基于系统响应瞬时特性的非线性系统识别方法.该方法通过建立系统响应瞬时特性与系统参数之间的函数关系,从而一次性识别出所有系统参数.采用归一化Hilbert变换(normalized Hilbert transform,NHT)和广义过零(generalized zero-crossing,GZC)法求解信号瞬时振幅和瞬时频率,通过算例验证了两种方法的效果.以Duffing方程和Vanderpol方程两类非线性振动系统为例,验证了所提系统识别方法的精度.算例表明,即使在系统响应受到较大噪声污染时,该方法也有很好的识别精度.     

基于Hilbert-Huang变换的电力系统故障检测

电力系统发生故障时,其暂态信号多为非线性非平稳信号。希尔伯特-黄变换可从此类信号出发,自适应分解为有限个本征模式函数之和,通过选取IMF并对其进行Hilbert变换,提取出IMF分量的瞬时频率和瞬时幅度。利用合成的IMF分量的Hilbert谱分布,对故障暂态进行了时间-频率-振幅的联合分析。仿真结果表明,希尔伯特-黄变换在电力系统故障检测中非常有效。     

基于局域波法的非线性系统模态参数识别研究

研究基于局域波分析的非线性系统模态参数识别方法.首先在非线性系统响应局域波分解的基础上得到了等效线性系统,然后通过Hilbert变换识别系统的瞬时固有频率和瞬时阻尼系数.针对非线性转子系统的模态参数测试识别问题,提出测取转子系统在降速过程非稳定运行工况下的振动响应,并应用提出的模态参数识别方法来识别转子系统的瞬时固有频...     

复信号分析在反射波初至时刻判断中的应用

节理产状应力波反演时,关键问题在根据测试振动信号判断出节理面反射纵波初至时刻.借助Hilbert变换可实现信号的复信号分析,人工合成振动信号的复信号分析说明了瞬时振幅、瞬时频率二者在反射波识别方面均有很好的效果,用节理岩体模拟实验测得的信号分析表明,即使面波干扰严重,瞬时频率还是能有效判断节理反射纵波初至时刻.     

基于同步挤压小波变换的结构时变参数识别

提出了采用同步挤压小波变换的方法识别移动车辆荷载作用下桥梁时变参数.首先介绍了基于挤压小波变换的时变参数识别理论方法,随后用两层框架结构数值算例验证提出方法的有效性和精度.设计建立了移动小车通过钢梁的试验模型,建立结构的有限元模型并利用模态试验的结果对模型进行校正.采集车辆通过主梁时的加速度响应和应变响应,由应变数据估计小车不同时刻在梁上的位置,对加速度响应数据采用提出的方法识别结构的瞬时频率,与有限元计算的结果进行对比分析.研究结果表明:提出的方法能有效准确地识别时变结构的瞬时频率,具有一定的抗噪性.     

一种机械系统非线性类别辨识方法

针对含刚度非线性连续体系统非线性类别辨识问题,提出了一种基于瞬时频率峰值检测的机械系统非线性类别辨识方法。该方法首先根据被测系统结构特点,分别建立含间隙、立方刚度等5种机械系统常见的刚度非线性系统简化模型;通过研究各模型自由衰减振动瞬时频率分布特点,建立不同非线性模型瞬时频率曲线库;结合图形匹配算法,匹配被测系统实测瞬时频率与曲线库曲线,以匹配结果作为辨识指标,实现非线性类别辨识。将基于瞬时频率检测的非线性类别辨识方法应用于含间隙非线性悬臂梁系统,仿真分析与实验计算表明:被测系统瞬时频率曲线与间隙非线性曲线库匹配较好,匹配值明显小于与其他非线性曲线库匹配结果,验证了该非线性类别辨识方法的有效性。     

基于HHT的爆破振动信号时频能量分析

傅里叶变换、小波分析等方式在处理非线性非稳定信号时不能在时间和频率上同时达到较好分辨率,针对此问题,文章在经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)-小波阈值去噪、Hilbert变换的基础上,采用Hilbert-Huang变换(Hilbert-Huang transform,HHT)方法,从三维Hilbert谱、边际谱及瞬时能量谱3个方面对南方某铅锌矿的爆破振动信号进行了分析。结果表明:爆破振动信号的振动频率主要集中在0～200 Hz范围内,该区域能量占信号总能量的90%以上;爆炸发生时振动频率朝着低频发展,50 Hz以内的频率为主振频带;瞬时能量谱可以反映雷管爆炸的能量释放情况。文中运用瞬时能量谱精确识别了7个段位雷管的起爆时刻,发现HHT方法在处理非线性非稳定信号时,打破了Heisenberg测不准原理的限制,能从时域、频域及能量方面反映信号的变化特征,自适应性、完备性及重构性较强,精确度较高。     

基于Hilbert Huang变换的多自由度参数辨识

Hilbert Huang变换（简称HHT）是近年来发展起来的一种新的时间序列信号分析方 法，特别对非平稳信号和非线性信号的分析有较好的适定性.该文结合HHT和状态变量分析 方法对多自由度系统的模态频率和阻尼比进行了辨识.首先，用经验模态分解对测得的激励 响应信号进行分解，然后对分解结果进行Hilbert变换，求出瞬时幅度和相位，再通过线性 最小二乘拟合求出模态频率和阻尼比.最后的仿真结果显示本文方法是可行的.     

多阀同步振动台解耦控制的研究

为获得高频大推力电液振动台，本文提出构建双自由度转阀并联一滑阀的多阀同步振动台，通过转阀结构大幅提高激振频率，建立系统非线性模型，解耦分析频率、转阀与滑阀开口对振幅的联合控制，提高液压缸活塞位移最大值。进而提高振动台输出力。搭建实验平台，分析实际位移波形验证理论分析的准确性。研究结果表明：理论分析与实验结果一致，即可获得较高的激振频率和较大输出力。     

基于希尔伯特变换的测井曲线高分辨率处理方法

探索将希尔伯特变换应用于测井资料高分辨率处理与解释的方法。首先利用希尔伯特变换将测井曲线分解成二维信号,然后利用变换结果求测井曲线的瞬时属性参数(瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率),再利用岩心等地质资料和先验地质认识对测井属性曲线进行检验和标定,并将其用于非取心段的薄层测井识别。将所提方法应用于大港滩海张东地区沙河街组三角洲前缘测井评价,发现瞬时相位和瞬时频率测井曲线能够对原测井曲线上的微小变化产生放大效应,提高薄层界面识别精度。在吉林红岗油气田的三角洲相储层构型研究中,利用岩心对高分辨率处理后的曲线进行标定,验证了处理结果的合理性。     

基于改进ELMD和sinc插值校正的电压闪变参数检测

新能源发电并网及大量非线性、冲击性负荷的应用造成的电压波动与闪变已成为不可忽视的电能质量问题。为实现非稳态电压闪变参数的准确提取,提出一种基于改进集合局部均值分解(ensemble local mean decomposition, ELMD)和sinc插值校正的闪变参数分析方法,通过sinc插值法替代局部均值分解法中移动平均插值,并利用噪声的统计特性构建改进集合局部均值分解方法,基于改进ELMD将非稳态电压闪变信号分解成一系列的本征模函数(intrinsic mode function, IMF)分量,然后对各分量进行Hilbert变换获得非稳态电压闪变包络信号的瞬时幅值和瞬时频率,最后针对局部均值分解(local mean decomposition, LMD)测量大于12 Hz闪变分量幅值误差较大的局限性,构建基于sinc插值的幅值误差校正模型,据此实现非稳态电压闪变参数的完整检测与分析。通过仿真和实验证明所提出的改进ELMD和sinc插值校正闪变检测相比传统基于LMD的闪变检测方法具有更高的准确度,受电网基波频率波动的影响很小,抗干扰性强,能有效实现非稳态电压闪变包络参数准确检...     

基于DIC技术的地下软土内部激振影响区试验

针对列车运行产生的振动荷载对位于地下软土层中的隧道产生沉降影响问题,设计软土内部激振试验新装置,开发了基于数字图像相关(DIC)技术的软土内部振动响应瞬时光学测量系统,研究土体振幅与距振源距离、振动频率、围压之间的关系。试验结果表明:土体振幅随着距振源距离增大而减小,并以幂函数形式拟合振幅衰减曲线,效果良好;基于DIC技术的内部激振影响区能够直观、准确地表征出内部激振的影响区域和影响程度,振动频率的增加能够增大影响区域,围压的增加能够明显减小影响区域。     

汽车悬架系统亚谐共振时的非线性动力学特性研究

基于磁流变减振器的汽车悬架系统具有明显的滞后非线性，分析了其在单频正弦激励下的1／3亚谐共振(即其固有频率为路面激励频率的1／3倍)时的情况，利用平均法得到了其幅频特性方程，研究了非线性刚度和非线性阻尼对系统的影响，并指出系统此时的亚谐共振为叉型分岔。     

基于压阻反馈信号纳米梁非线性振动控制

研究了基于硅压阻效应纳米梁非线性振动控制方法。在纳米梁固定端上表面粘贴硅压阻膜片,压阻膜片的电阻值随着纳米梁的振动发生变化。利用惠斯通电桥电路提取振动信号作为电压反馈控制信号,控制纳米梁的非线性振动。用多尺度法求解方程,得到系统主共振的幅频响应方程。由幅频响应方程分析系统非线性振动方程解的稳定性,研究了交流激励电压幅值、阻尼、反馈增益参数对系统稳定性和振幅的影响规律。研究结果表明:激励电压由0.25 V减小至0.1 V时,最大振幅衰减60%。无量纲阻尼由0.058 5增加至0.087 8时,最大振幅衰减40%。增大阻尼和反馈增益参数可以减弱甚至消除纳米梁振动的非线性特性。该研究成果为纳米梁非线性振动控制及信号提取提供了一种理论方法。     

一种新的瞬时谱分析技术在致密砂岩气检测中的应用

瞬时谱分析技术在地震资料处理和解释中扮演着重要的角色,该方法的优劣取决于时频分析的好坏。常规的线性时频分析方法均是基于傅里叶方法发展起来的,因此受测不准原理限制,使之不能同时具有较高的时间和频率分辨率,且针对非线性非平稳信号的处理效果较差。将基于改进的CEEMD算法的HHT方法应用于致密砂岩气地震资料的瞬时谱分析中,分别从一维地震道,二维地震剖面以及三维地震数据体三个方面进行了实际地震资料含气性检测试验。结果表明该方法在一维地震道时频谱上能够区分含气区;在二维地震剖面的瞬时谱剖面上能发现明显的低频阴影现象;在三维瞬时谱数据体切片中能大致划分含气区域的范围。含气检测结果与测井综合解释结果相吻合,因此方法可以在致密砂岩气地震资料的解释性处理中进行推广。     

Hilbert-Huang变换在信号处理中的应用

在许多实际问题中,信号瞬时参数的提取有重要意义.数十年来,人们已提出多种计算方法,但这些方法均有一定局限性.文章利用一种改进的Hilbert变换——Hilbert-Huang变换进行信号瞬时参数的提取,结果表明:Hilbert-H uang变换是对非平稳时程进行数据分析的有效工具。     

高速列车半主动悬挂系统的振动及主动控制

本文对两自由度高速列车半主动悬挂系统的垂向振动进行研究,考虑了二系悬挂中的刚度三次非线性。采用模态设解法、多尺度法得到了振动系统的二次近似解析解及振动系统的平均方程。振动系统的二阶模态振幅远远大于一阶模态的振幅,重点讨论了外激励频率趋近振动系统二阶模态频率时的振动控制情况。对线性系统的时滞反馈控制表明,存下一个最佳的反馈增益系数,无论时滞量如何取值,当反馈增益系数取得该值时,车体的振幅达到最小。对非线性时滞反馈控制,针对某一反馈增益系数,存在时滞的某些减振区间,当时滞量在该区间取值时能够抑制车体的振动。并且存在一些时滞的最佳值,车体的振幅达到最小。研究结果表明,能够利用时滞反馈控制改善悬挂系统的振动特性,达到抑制车体振动的目的。