【摘要】：需要建立描述結(jié)構(gòu)性能的模型時(shí),對(duì)系統(tǒng)的辨識(shí)就顯得尤為重要。近幾年來(lái),在應(yīng)用數(shù)學(xué)、理論物理和信號(hào)處理領(lǐng)域的研究者發(fā)展了一種能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行多分辨率分析的有效工具,這種工具就是小波變換。對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的自由衰減響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行連續(xù)小波變換能將信號(hào)中包含的大量信息集中到一系列脊中,這些脊與信號(hào)中每一個(gè)頻率成分的幅度和相位直接相關(guān)。通過(guò)提取脊并根據(jù)脊上的連續(xù)小波變換系數(shù)可以辨識(shí)系統(tǒng)的參數(shù)。 為了辨識(shí)密集模態(tài),本文改進(jìn)了傳統(tǒng)的從線性系統(tǒng)的自由衰減響應(yīng)中應(yīng)用連續(xù)小波變換估計(jì)模態(tài)參數(shù)的方法。研究了特別是當(dāng)需要辨識(shí)密集模態(tài)時(shí)自由衰減響應(yīng)信號(hào)的連續(xù)小波變換。提出用一種魯棒的重新加權(quán)迭代最小二乘法來(lái)擬合小波的幅度和相位曲線。為了識(shí)別密集模態(tài)的參數(shù),提出選擇最優(yōu)分析尺度的方法,這種方法通過(guò)搜索擬合誤差函數(shù)局部極小值的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)模態(tài)分離并抑制邊界效應(yīng),通過(guò)使擬合誤差函數(shù)局部極小值的和達(dá)到最小值實(shí)現(xiàn)了小波函數(shù)參數(shù)的選擇。在兩個(gè)三自由度有阻尼系統(tǒng)上的數(shù)值仿真結(jié)果表明本文提出的改進(jìn)方法能夠更加準(zhǔn)確地估計(jì)包含密集模態(tài)的線性系統(tǒng)的自然頻率和阻尼比。 利用脊上連續(xù)小波變換系數(shù)的幅度和相位,從結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的自由衰減響應(yīng)中辨識(shí)了弱非線性阻尼和剛度。為了消除連續(xù)小波變換幅度極值的頻移,小波脊是通過(guò)在每一個(gè)時(shí)刻搜索規(guī)范化量圖局部極大值的尺度位置來(lái)提取的。指出在單自由度系統(tǒng)的辨識(shí)過(guò)程中沒(méi)有必要選擇小波參數(shù)。辨識(shí)方法的有效性在兩個(gè)包含非線性阻尼和剛度的單自由度仿真算例中得到了證明。 為了高效地估計(jì)漸進(jìn)信號(hào)的瞬時(shí)頻率和幅度,提出一種提取小波脊的方法。推導(dǎo)了尺度間隔和采樣頻率應(yīng)當(dāng)滿足的不等式。任意給定一個(gè)小波脊提取的精度,通過(guò)解這些不等式并考慮到使連續(xù)小波變換計(jì)算的復(fù)雜性達(dá)到最小能夠得到尺度間隔和采樣頻率的一對(duì)最優(yōu)值。在使用這對(duì)最優(yōu)參數(shù)計(jì)算連續(xù)小波變換之后,僅用傳統(tǒng)方法提取的脊上的間斷點(diǎn)就可形成一個(gè)更加可靠的新脊。提出的脊提取方法在一個(gè)弱非線性系統(tǒng)辨識(shí)的仿真算例上得到了驗(yàn)證,測(cè)試結(jié)果表明提出方法的計(jì)算量與傳統(tǒng)方法相比有了明顯降低。 最后,對(duì)研制的高精度轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量?jī)x的相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了辨識(shí)。辨識(shí)結(jié)果表明:采用了提出的非線性系統(tǒng)辨識(shí)方法以后,儀器測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的精度得到有效提高。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：N945.14
【圖文】：

圖 2-2 時(shí)頻平面上的規(guī)范化量圖Fig. 2-2 Normalized scalogram in the time frequency planeARTICLE IN PRESS

第 3 章 線性系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別exp(π())exp(2π)2112112111AfafffbaKibiiciiii (3-16則小波變換系數(shù)的幅度和相位可表示為： πcos(2π)cos(2π)sin(2π)sin(2π)Arg(,)arctan1(1)11(1)1zKfbKfbKfbKfbWabidiiidiiidiiidiix (3-17(,)2cos(2π2π)1(1)1212 xiiiidiidiiW abKKKKfb fb (3-18式(3-17)中 z是整數(shù)。顯然在這種情況下，直接采用傳統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法不能準(zhǔn)確估計(jì)模態(tài)參數(shù)。位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 2011年 第11期 基礎(chǔ)科學(xué)輯 A0

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2729054