基于系统响应图形的组合降阶模型模态提取

文章针对大系统模型降阶问题,提出了基于低阶组合模型的降阶方法。充分利用系统响应图形所表征大系统的宏观性和特殊性,把响应曲线模态分解为平滑模态和振荡模态,降阶模型结构为2种模态模型的线性组合。针对降阶模型模态提取关键问题,提出基于EMMD技术的提取方法。采用四阶复杂系统模型进行降阶验证,结果表明只需采用2个二阶模型的线性组合,即可达到相对误差为-0.0207的效果。该方法可以应用到采用纯数学方法降阶效果不理想的大系统降阶问题。

基于降阶组合定位系统的矿井人员定位算法

针对目前的由无线Wi-Fi定位系统与捷联惯导系统构成的组合定位系统复杂度高且工程实现较困难的问题,提出一种新的降阶微惯性测量装置(MIMU)及其降阶误差模型,并与Wi-Fi构成降阶的10维状态变量的组合定位系统。通过采用1个低精度微陀螺仪和2个低精度微加速度计作为惯性传感器设计简易MIMU的安装结构,将其与Wi-Fi定位系统组合,并用降阶卡尔曼滤波技术设计组合定位算法。仿真实验结果表明,该降阶组合定位系统定位响应速度快,定位精度高,在工程上也易于实现,适用于井下人员定位。

SCLD板模态控制模型及振动控制

为有效抑制薄板在外界激励下的低频振动,对机敏约束层阻尼(SCLD)结构进行了主动振动控制研究.首先,考虑了黏弹性材料随温度与频率变化的阻尼特性,结合GHM阻尼模型建立了耦合系统有限元动力学分析模型;其次,考虑到结构动力学模型自由度庞大,采用物理坐标下自由度动力缩聚和状态方程下复模态截断进行了两次降阶,并通过复模态空间向实模态空间转换,得到了低维实模态控制模型;最后,通过模态实验验证了理论模型,并基于低阶控制模型设计了振动控制器,证明了研究方法的正确性.研究结果表明,采用本文的组合降阶方法可以有效地对SCLD结构进行降阶,对模态控制模型主动控制取得了良好控制效果:在单位阶跃激励下,振动响应衰减时间从0.20 s缩短为0.08 s;在随机白噪声激励作用下,振动响应均方根值降低了39.65%.

基于机敏约束阻尼技术的结构动态性能主动控制

重点研究了局部采用压电机敏约束层阻尼技术的悬臂梁的动态响应控制问题。采用滞弹性位移场(ADF)模型表征结构阻尼材料随频率变化的力学特性,结合有限元分析法(FEA)推导出压电机敏约束阻尼梁的动力学分析模型。求解了机敏结构动力学参数,并与模态实验结果比较验证了模型的正确性。针对结构动力模型自由度庞大问题,提出了基于状态空间的复模态截尾法和内平衡降阶法相结合的全新组合降阶方法,并基于降阶模型设计出状态反馈主动控制器,进行了结构动态性能的主动控制分析。结果表明:本文给出的分析方法准确可行,运用压电机敏约束层阻尼技术可以大大改善结构的动力学响应环境。