Impulse Response Identification Based on Varying Scale Orthogonal Wavelet Packet Transform

In this paper, by applying a group of specific orthogonal wavelet packet to Eykho?algorithm, a new impulse response identification algorithm based on varying scale orthogonal WPTis provided. In comparison to Eykho? algorithm, the new algorithm has better practicability andwider application range. Simulation results show that the proposed impulse response identificationalgorithm can be applied to both deterministic and random systems, and is of higher identificationprecision, stronger anti-noise interference ability and better system dynamic tracking property.

齿面点蚀对直齿轮副时变啮合刚度及振动响应的影响分析

齿面点蚀作为齿轮传动中最常见的故障之一,它的存在直接影响齿轮副的时变啮合刚度(time-varying meshing stiffness, TVMS),进而导致系统动态特性的改变。鉴于此,将每个点蚀形状近似地视为椭圆柱的一部分,根据点蚀的分布位置和数量定义了三种损伤级别:轻度点蚀、中度点蚀和重度点蚀。基于势能法计算并比较了无故障齿轮和含有不同程度点蚀齿轮的TVMS,讨论了点蚀位置和点蚀尺寸对TVMS的影响。研究了单级直齿圆柱齿轮传动系统的故障动态特性,并利用动力传动故障诊断综合试验台对理论结果进行了定性验证。结果表明,该研究中的齿面点蚀模型与实际点蚀形貌更接近。随着点蚀位置参数的增大,点蚀区域由基圆逐渐向齿顶圆方向移动;点蚀长轴长越长,点蚀区域内TVMS的减小量越明显;在相同的主动轮角位移变化范围内,随着短轴长的变化,不同程度的点蚀故障引起的啮合刚度的减小量是相同的。所建模型能够预测齿轮系统的啮合刚度及振动行为,相应的振动分析结果为齿面点蚀故障的检测和诊断提供了理论参考。

不同地震激励下大跨度跨海斜拉桥地震响应与减震效应研究

为探究不同地震激励下大跨度跨海斜拉桥地震响应与减震效应,首先基于有限元软件建立某跨海大桥三维空间有限元模型,并给出了桥梁的结构自振特性;其次基于桥址处的场地条件选取了多种类型的地震动,作为后续动力响应分析的地震动;最后基于非线性时程分析法,研究了多种复杂地震作用下的结构动力响应,并对阻尼参数进行研究,探究该斜拉桥的阻尼器减震方案。研究表明:纵向+竖向地震下的桥塔内力最大,剪力和弯矩最大分别为2.46×10^(4)kN和4.53×10^(5)kN·m;越靠近边索,拉索轴力和应力越大;脉冲地震下的主梁跨中竖向位移振幅最大,约为0.8m,而主梁纵向、塔顶纵向位移相对较小,最大约为199.076mm;当桥塔处采用的液体黏滞阻尼器参数均为α=0.3、C=6000时,可以达到最优的减震效果。相较于无阻尼器状态,塔底弯矩减小了31.8%~42.7%,塔底剪力减小了8.8%~13.5%,塔顶位移减小了39.8%~41.9%。

改进锤击法试验模态分析技术的研究

介绍了基于自主开发的信号采集分析系统(VTCL-DSP)、试验模态分析系统(VTCL-MDT)软件和以NI-USB9215A信号采集器、三向加速度传感器为核心的硬件而搭建的锤击法试验模态分析系统。引入了测量点响应矢量概念,采用定时长采集和变时基提取技术获取触发过程的激励力和响应信号。探讨了单点激励多点三向量响应模态试验分析方法来获得结构的完整模态振型的优点。给出了某SUV动力总成和某跑车白车身模态分析的应用实例,结果表明,系统具有较高的实用性,对试验模态的改进有推动作用。

应用时变参数建模方法辨识时变模态参数

应用非平稳时间序列的时变自回归建模方法进行了参数随时间变化的线性系统模态参数的辨识。对线性时变系统在白噪声激励下振动响应的非平稳时间序列进行建模。通过引入基函数将非平稳过程的辨识问题转化为线性时不变过程的辨识。结合信号时频变换确定模型阶次 ,通过时变的伯格尔 (Burg)算法对时变的自回归 (AR)模型系数和时变结构模态频率进行了估算。通过对刚度随时间变化的三自由度系统模态频率的仿真辨识 。

脉冲激光二极管端面泵浦Nd:YAG棒时变温度场

在脉冲激光二极管(LD)泵浦的激光晶体中存在升降温的时变过程,为解决脉冲LD端面泵浦的激光晶体产生的热效应问题,基于热传导方程,采用特征函数法和常数变异法得到了脉冲超高斯光束端面泵浦Nd:YAG棒的时变温度场的一般解析表达式。同时定量分析了单脉冲和重复脉冲端面泵浦Nd:YAG棒的时变温度规律。研究结果表明,重复脉冲端面泵浦Nd:YAG棒时,棒内温度随时间呈锯齿状变化,经过一段时间后最终呈稳定的周期性分布;棒内温度也随泵浦脉冲束腰半径的减小和占空比的增大而增大;脉宽越宽时,棒内温度的波动幅度也越大。研究方法和所得结果还可以应用到激光系统的其他时变热问题的研究中,对解决激光系统的热问题具有理论指导作用。

脉冲型地震动作用下大跨输煤栈桥的动力响应

为研究近断层脉冲效应对火力发电厂钢结构输煤栈桥地震响应的影响,以某典型输煤栈桥结构为研究对象,采用基于能量的脉冲地震动识别方法,选取9条不同脉冲周期的近断层脉冲型地震动,利用标准脉冲数学模型的方法,剔除所选地震动中的脉冲成分,从而获得相应的9条非脉冲地震动。在此基础上,采用动力时程分析方法,对比脉冲地震动与非脉冲地震动对该典型输煤栈桥结构地震响应的影响。研究结果表明:脉冲型地震动会对输煤栈桥的地震响应产生显著影响,特别是脉冲周期与结构自振周期接近时,三向输入时脉冲效应对输煤栈桥结构响应的放大作用最明显,其最大放大系数为2.1;在脉冲型地震作用下,输煤栈桥的柱顶水平位移为弹塑性位移限值的1.36倍,将产生超出预期的严重破坏,其钢桁架跨中挠度为正常使用限值的2.97倍,将会严重影响结构的适用性及附属设备的安全。因此,在对近断层区域内的输煤栈桥结构进行抗震设计时,有必要考虑脉冲效应和地震动多维性对结构地震响应的影响,否则将低估结构的动力响应。

柔性机构时变可靠性分析的时变随机响应面法

针对柔性机构极限状态函数的时变、非线性和隐式问题,提出了柔性机构时变可靠性分析的一种新响应面法——时变随机响应面法。将模态综合法与广义混沌多项式方法相结合,建立时变随机响应面,用以描述在随机参数和刚柔耦合影响下,系统响应随时间变化的规律,并得到系统响应的统计特征。与仅用混沌多项式拟合系统响应相比,提高了计算效率。建立系统运动可靠性的时变可靠性模型,给出了时变可靠度的蒙特卡罗计算方法。以两连杆柔性机械臂为例,对方法的有效性进行了验证,结果与蒙特卡罗法相比,具有较高的计算精度。

中国金融市场风险与宏观经济景气之间的关联动态研究

为了揭示中国金融体系与宏观经济运行的系列结构性变化及其关联动态,文章分别基于货币流动性宽松程度、剩余收益模型以及银行资产负债表,对中国货币市场、股票市场与银行体系的风险进行了测度和评估;并在分析上述三个金融子市场风险变动规律及其传递机制的基础上,运用时变参数向量自回归模型实证检验了各金融市场风险与宏观经济景气之间的关联动态。研究发现:在金融危机爆发前后,不同金融市场风险之间的传递关系发生了重要转变,并且与宏观经济景气变动之间的交互影响也存在显著的阶段性差异,呈现出"良性循环"与"恶性螺旋"的非对称性切换。这些研究为中国新时期积极转变宏观经济调控政策决策机制、创新宏观经济调控与金融监管模式,实现宏观经济与金融体系的双重稳定提供了有益的经验依据与政策启示。

基于脉宽调制静止无功补偿器的模糊变结构控制方式研究

将模糊控制引入变结构控制,可以减弱变结构系统存在的抖动问题。脉宽调制静止无功补偿器(PSVC),与其它静止无功补偿器(SVC)相比,它具有结构简单、控制方便、响应速度快、谐波小等特点。文中首先建立了PSVC的数学模型,设计了PSVC模糊变结构控制器。仿真结果验证了该控制器对外部扰动具有较强的鲁棒性,能够减小控制系统趋于稳态时的抖动,并能够有效地提高控制系统的稳定性及改善控制系统的动态性能。

数据驱动的设备时变可靠度评价及故障预测

针对化工设备的可靠性随时间或载荷作用次数等寿命指标发生变化这一问题,在传统可靠性模型基础上构造了一种考虑设备运行影响因素的可靠度评价方法,可处理化工设备的运行工况、载荷、应力和强度等参数随时间变化的可靠性计算问题。该方法首先利用传统威布尔分布可靠性模型对设备进行可靠性评价,计算设备的可靠性参数;采用灰色关联分析选择影响威布尔分布模型参数的主要因素,然后应用响应面法,在基于威布尔分布的失效速率模型中引入设备运行的影响因素,建立多变量故障失效速率模型,在此基础上对设备进行时变可靠度评价,并对设备进行简单的故障预测。最后将该方法应用于某化工设备,对其进行时变可靠度评价和设备故障时间预测,验证了该方法的有效性。

基于冲激脉冲的无线电波透视法仿真研究

针对传统的无线电波透视法获取信息量少及探测工作繁琐等问题,提出了一种基于冲激脉冲的时域脉冲式无线电波透视法;仿真分析了理想脉冲电磁波透过一定厚度的不同介质后在有限频带内的频率响应。仿真结果表明,基于冲激脉冲的时域脉冲式无线电波透视法具有更宽的频率范围,可增加提取的信息量,提高探测精度;不同介质的电性参数和吸收系数不同,对电磁波的吸收能力也不同,据此可分辨不同的地质构造。

基于EVSEWT的下击暴流时变平均风提取

下击暴流等极端风具有强烈的非平稳特性,给风场特性分析、结构响应计算带来挑战。根据经验将非平稳风分为时变平均风和零均值脉动风分别进行分析,是处理非平稳风速信号的有效方法。分析了几种常见时变均值提取方法的优缺点,在此基础上提出一种基于能量波谷寻找的经验小波变换方法,用于下击暴流时变平均风速提取,并将提取的时变平均风和脉动风用于分析某幢高层建筑顶部位移响应。对2组下击暴流的分析结果得出:与经验模态分解和离散小波变换方法相比,基于能量波谷寻找的经验小波变换方法模型提取的时变平均风更符合预期,对应的结构响应偏于安全。

基于定量反馈理论的攻击型无人机鲁棒飞行控制系统设计

针对攻击型无人机这一类参数大范围时变并且带有参数有界不确定性的对象,提出了一种基于定量反馈理论(Quantitative Feedback Theory,QFT)与预定增益控制理论相结合的飞行控制系统设计新方法,并基于该方法设计了攻击型无人机俯仰通道鲁棒飞行控制系统。仿真结果表明,所设计的飞行控制系统对于无人机全飞行包线内参数变化及参数有界摄动具有强鲁棒性。

基于时域逆滤波的宽带脉冲声生成技术

为了改善扬声器的频率响应,生成稳定、可重复的宽带脉冲声信号,提出了基于时域逆滤波的宽带脉冲波生成技术。首先利用最长序列(MLS)测量扬声器的单位冲激响应,然后设计基于最小二乘(LS)准则和最小均方误差(MMSE)准则下的FIR逆滤波器,最后将信号分别经过FIR逆滤波器预处理,再次通过扬声器激励,生成了理想的巴特沃斯宽带脉冲信号。实验证明2种逆滤波算法行之有效,可以用于生成声学测试需要的宽带脉冲声,为实现声学性能现场测量提供了一种解决方案。

现代谱分析在识别脉动信号中的应用

功率谱密度被广泛地应用于分析平稳时间序列，随着现代谱分析技术的发展，经典谱分析技术的缺点得到解决。本文对现代谱分析技术的特点作了论述，利用最大熵谱法分辨率高，特别适用于短数据序列及低信噪比弱信号的特点。通过对几组实测的地脉动响应数据的对比分析，获得了信号的功率话密度（PSD），借助PSD识别出结构的模态频率，而用经典谱方法无法获得。

网络化控制系统离散二次型最优控制综合设计

基于网络QoS如延迟、丢包建立网络化控制系统状态方程,提出一种根据网络QoS离散化连续系统二次型代价函数及设计相应最优LQR(Linear Quadratic Regulator)控制器的方法。针对系统控制性能对网络QoS的约束,提出一种能够兼顾系统性能与网络QoS的控制与调度综合协调设计方法。仿真实验证明了提出的网络化控制离散二次型最优综合设计方法的必要性和与已有的二次型最优控制方法相比的优势。

基于ANSYS平台的高速列车-轨道-桥梁时变系统地震响应分析

以ANSYS为平台,引入虚拟节点建立轮-轨耦合时变单元,并结合UPFs开发特点在通用有限元软件中形成了,适用于地震响应分析的高速列车-轨道-桥梁时变系统模型。所提出的方法中,通过设置质点-弹簧-阻尼器模拟轨道与桥梁的相互作用,以刚体动力学方法模拟其余列车子系统,并利用有限元法模拟轨道-桥梁耦合子系统,进而基于几何相容条件和相互作用力平衡模拟了列车-轨道-桥梁时变系统的动态耦合关系,以地震加速度时程作为该系统的输入激励,通过大质量法施加于轨道-桥梁子系统中。最后,通过数值算例及实际工程应用验证了该时变系统的可靠性和良好的适用性,同时可以看出,结合通用有限元软件丰富的结构单元模型及非线性分析能力,该时变系统模型具有解决大型复杂的实际工程问题的潜力。

高速短初级直线感应电动机等效电路模型及时变参数辨识

由于受到动态纵向边端效应和铁心饱和的影响,直线感应电机传统等效电路模型电磁参数时变。针对此,本文提出了多因素耦合影响下高速短初级直线感应电机等效电路模型及其时变参数辨识方法。首先,分析不同工况下电机推力变化规律;其次,分析电机电磁参数与运行工况之间的规律,提出激磁电感和次级电阻修正系数,构建直线感应电机改进等效电路模型,并通过响应面分析法计算两个修正系数;最后,开展样机静态堵驻实验和动态实验。计算和实测结果表明:推力计算值与实测值误差不超过4.1%,端口基波正序阻抗的实部、虚部计算值与实测值误差不超过4.7%,验证了时变参数辨识的准确性。

变温环境下结构高频瞬态能量响应预示

目的解决变温环境下结构的高频瞬态能量响应预示问题。方法基于统计能量分析方法,通过考虑时变参数对结构能量的影响和热效应引起的材料力学性能变化和热应力对统计能量分析参数的影响,提出了一种变温环境下结构高频瞬态能量响应预示方法。以双振子模型为例,通过与Newmark-beta法的对比验证数值方法的准确性。结果该能够较好地捕捉结构高频能量响应的周期性变化规律,其峰值时间和峰值能量与精确数值解基本吻合。以L型折板系统为例,研究了20～300℃变温环境下结构的瞬态能量响应变化规律,子系统1和子系统2之间的能量交换远小于两子系统中因阻尼引起的能量消耗,子系统2瞬态能量响应的峰值时间为4.3ms、峰值能量为0.09J。结论该方法具有较高的计算精度和计算效率,能够较好地适用于结构高频瞬态能量响应预示。