發(fā)布時(shí)間：2017-05-04 09:14

  本文關(guān)鍵詞：內(nèi)積運(yùn)算結(jié)合遺傳算法識(shí)別密集模態(tài)阻尼的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：阻尼表征結(jié)構(gòu)在振動(dòng)過(guò)程中能量耗散的程度,是結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)分析的重要參數(shù)之一,準(zhǔn)確識(shí)別阻尼對(duì)提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性具有重要意義。阻尼值的識(shí)別精度和識(shí)別效率受診斷方法的影響較大。目前,阻尼的識(shí)別方法有很多,傳統(tǒng)的阻尼識(shí)別方法限制條件多,且不能準(zhǔn)確識(shí)別密集模態(tài)的阻尼比,無(wú)法完全滿足實(shí)際工程的需要。改善阻尼識(shí)別方法,提高阻尼識(shí)別精度,一直是結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析領(lǐng)域中的重要課題。本文總結(jié)了一些常用的阻尼識(shí)別方法,分析了這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)。重點(diǎn)介紹內(nèi)積法識(shí)別阻尼的基本原理,內(nèi)積法診斷阻尼的過(guò)程中忽略了信號(hào)負(fù)頻率項(xiàng)的影響,識(shí)別精度受到采樣時(shí)間和阻尼大小的限制。針對(duì)內(nèi)積法識(shí)別阻尼時(shí)存在較多限制條件的問(wèn)題,提出內(nèi)積運(yùn)算結(jié)合遺傳算法識(shí)別阻尼的方法。從最基本的單自由度信號(hào)入手,考慮信號(hào)的負(fù)頻率項(xiàng),通過(guò)內(nèi)積運(yùn)算獲得完整的目標(biāo)函數(shù),引入最優(yōu)化方法中的遺傳算法,優(yōu)化搜索雙變量目標(biāo)函數(shù)最大值的最優(yōu)解,獲得信號(hào)的阻尼比。遺傳算法二維變量全局優(yōu)化搜索的策略提高了阻尼診斷的效率。本文方法識(shí)別過(guò)程簡(jiǎn)便,診斷結(jié)果不受采樣時(shí)間和系統(tǒng)阻尼值大小的限制,是一種高精度的阻尼識(shí)別方法。在多自由度系統(tǒng)中,模態(tài)的密集程度是影響阻尼識(shí)別精度的主要因素。針對(duì)目前常用的阻尼識(shí)別方法不能有效識(shí)別密集模態(tài)阻尼的問(wèn)題,在本文方法能夠準(zhǔn)確識(shí)別單自由度系統(tǒng)阻尼的基礎(chǔ)上,提出內(nèi)積運(yùn)算結(jié)合遺傳算法識(shí)別密集模態(tài)阻尼。根據(jù)密集模態(tài)信號(hào)的階數(shù),構(gòu)造相關(guān)的函數(shù)系,離散化后的函數(shù)系進(jìn)行施密特正交轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)正交向量系,將密集模態(tài)信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)正交向量系中的每一個(gè)向量做內(nèi)積運(yùn)算,得到用于求解阻尼的目標(biāo)函數(shù)。引入帕斯瓦爾定理,將密集模態(tài)阻尼識(shí)別的問(wèn)題發(fā)展為遺傳算法優(yōu)化搜索多變量目標(biāo)函數(shù)最大值最優(yōu)解的問(wèn)題。優(yōu)化搜索得到每階模態(tài)對(duì)應(yīng)的衰減系數(shù)和固有頻率,從而診斷出密集模態(tài)的阻尼。該方法能有效地消除相鄰模態(tài)之間的相互干擾,準(zhǔn)確識(shí)別出密集程度很高的模態(tài)的阻尼比。仿真算例對(duì)本文方法進(jìn)行了驗(yàn)證,將它與內(nèi)積法以及傳統(tǒng)的半功率帶寬法進(jìn)行比較。結(jié)果表明,本文方法識(shí)別結(jié)果不受采樣時(shí)間和阻尼大小的限制,識(shí)別精度高。在密集模態(tài)阻尼的識(shí)別中,經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)本文方法能夠準(zhǔn)確識(shí)別密集程度很高的模態(tài)的阻尼。驗(yàn)證了所提出方法的有效性和準(zhǔn)確性,即使信號(hào)存在一定的噪聲干擾,此方法的識(shí)別結(jié)果仍然準(zhǔn)確。在實(shí)驗(yàn)中,將本文方法應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼的阻尼識(shí)別。油底殼響應(yīng)中存在一定程度的密集模態(tài),通過(guò)對(duì)響應(yīng)信號(hào)的分析和處理,本文方法準(zhǔn)確識(shí)別出油底殼阻尼值,進(jìn)一步驗(yàn)證了本文方法的工程實(shí)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：阻尼 內(nèi)積運(yùn)算 遺傳算法 施密特正交 密集模態(tài) 油底殼
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB53;TP18
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外阻尼識(shí)別的研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 頻域識(shí)別方法13-14
• 1.2.2 時(shí)域識(shí)別方法14-15
• 1.2.3 時(shí)頻域識(shí)別方法15-17
• 1.3 論文的研究意義17-18
• 1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容18-21
• 第二章 常用的阻尼識(shí)別方法21-31
• 2.1 半功率帶寬法及其改進(jìn)方法21-23
• 2.2 ITD法及其改進(jìn)方法STD法23-26
• 2.3 希爾伯特-黃變換方法26-30
• 2.3.1 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解26-28
• 2.3.2 希爾伯特變換及模態(tài)阻尼識(shí)別28-29
• 2.3.3 HHT方法存在的問(wèn)題29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 內(nèi)積法識(shí)別阻尼31-41
• 3.1 內(nèi)積運(yùn)算的解相關(guān)特性31-32
• 3.2 內(nèi)積法識(shí)別阻尼的基本原理32-35
• 3.3 信號(hào)負(fù)頻率項(xiàng)對(duì)識(shí)別精度的影響35-37
• 3.3.1 影響程度的決定因素35-36
• 3.3.2 仿真算例36-37
• 3.4 內(nèi)積法在多自由度系統(tǒng)中的應(yīng)用37-40
• 3.4.1 內(nèi)積迭代識(shí)別密集模態(tài)阻尼37-38
• 3.4.2 仿真算例38-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 內(nèi)積運(yùn)算結(jié)合遺傳算法準(zhǔn)確識(shí)別單自由度系統(tǒng)阻尼41-50
• 4.1 內(nèi)積運(yùn)算獲得目標(biāo)函數(shù)41-44
• 4.2 遺傳算法優(yōu)化搜索最優(yōu)解44-45
• 4.3 信號(hào)的幅值和相位的識(shí)別45-46
• 4.4 單頻信號(hào)阻尼識(shí)別的主要步驟46-47
• 4.5 仿真算例47-49
• 4.6 本章小結(jié)49-50
• 第五章 密集模態(tài)阻尼的識(shí)別50-59
• 5.1 識(shí)別密集模態(tài)阻尼的基本原理50-52
• 5.2 密集模態(tài)阻尼識(shí)別的主要步驟52-54
• 5.3 仿真算例54-57
• 5.4 本章小結(jié)57-59
• 第六章 油底殼模態(tài)阻尼測(cè)試實(shí)驗(yàn)59-63
• 6.1 油底殼阻尼測(cè)試實(shí)驗(yàn)概況59-60
• 6.2 油底殼阻尼識(shí)別60-62
• 6.3 本章小結(jié)62-63
• 第七章 總結(jié)與展望63-65
• 7.1 工作總結(jié)63-64
• 7.2 前景展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69-70
• 攻讀碩士期間所發(fā)表的論文70

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本文編號(hào)：344815