Accuracy of the half-power bandwidth method with a third-order correction for estimating damping in multi-DOF systems

A third-order correction was recently suggested to improve the accuracy of the half-power bandwidth method in estimating the damping of single DOF systems.This paper analyzes the accuracy of the half-power bandwidth method with the third-order correction in damping estimation for multi-DOF linear systems.Damping ratios in a two-DOF linear system are estimated using its displacement and acceleration frequency response curves,respectively.A wide range of important parameters that characterize the shape of these response curves are taken into account.Results show that the third-order correction may greatly improve the accuracy of the half-power bandwidth method in estimating damping in a two-DOF system.In spite of this,the half-power bandwidth method may significantly overestimate the damping ratios of two-DOF systems in some cases.

基于频域分析的机载液压驱动装置疲劳寿命预测方法研究

目的 采用时域雨流法和4种频域振动疲劳分析方法对机载液压驱动装置的危险部位进行寿命预测及频域方法适用性研究。方法 首先通过有限元随机振动分析得到该结构耳片危险区域的应力PSD,计算的谱宽系数都集中在0.3~0.35,是窄带和宽带分界区域。然后运用4种典型的载荷谱估计模型,即三区间法、基于Dirlik雨流幅值经验模型、用于窄带过程的Rayleigh分布模型、Weibull分布模型,得到危险位置的疲劳寿命安全系数。接着将应力PSD映射为应力-时间序列,并基于雨流计数法得到疲劳寿命安全系数。最后以时域疲劳预测结果基准,对4种频域方法的适用性进行讨论。结果 预测结果显示,Dirlik方法预测的9个安全系数最为可靠,Rayleigh法结果一般,三区间法和Weibull法最差。结论 在窄带和宽带分界区域的谱宽系数,建议采用Dirlik方法,不建议采用三区间法和Weibull法。

基于工作模态分析的车辆车体刚体模态识别研究

模态是表征结构固有特性的重要参数,结构模态参数的准确获取对校准模态数值计算模型以及后续结构动力修改具有重要参考意义。试验模态分析是获得大型复杂结构模态特征的重要手段。按照激励方式的不同实验模态分析可分为力锤激励和激振器激励,对于轨道车辆整车模态测试,常规的激励手段往往因其激励能量不足而难以获取车辆的刚体模态特性。因此本文以楔块组合法作为激励输入,结合工作模态分析技术(OMA)对某城轨车辆进行刚体模态参数识别,其相关试验方法及结果可为轨道车辆刚体模态参数的获取提供参考。

斜坡叠加起伏海床对波浪反射的修正缓坡方程有限差分解

基于修正缓坡方程,建立了方程求解的有限差分模型,研究了斜坡叠加起伏海床对波浪的反射.首先,对波浪入射平面斜坡以及水平海床上单周期、双周期正弦沙纹的反射问题进行了验证,结果与他人的数值解、解析解及实验数据吻合较好,证明了该模型的正确性.接着,讨论了抛物形斜坡的上凸高度及下凸深度,斜坡叠加单周期正弦沙纹的数量、高度及长度,斜坡叠加双周期正弦沙纹的高度对波浪反射系数的影响.结果表明,反射系数随抛物形斜坡上凸高度的增大而减小,随下凸深度的增大而增大.斜坡叠加单周期正弦沙纹对波浪反射的规律与水平海床基本一致,相比水平海床Bragg共振相位下移的幅度随沙纹数量增加,先减小后保持不变的情况,斜坡叠加沙纹共振相位下移的幅度随沙纹数量增加先减小后增大.波浪入射斜坡叠加双周期正弦沙纹地形,随叠加的两个沙纹高度分别增加,Bragg共振峰值均相应地增加,共振带宽几乎不受影响,主振峰值的相位下移幅度减小,这与单周期沙纹中随沙纹高度增加,共振相位下移幅度更大的情况相反.对比发现:当固定沙纹的数量、长度、高度,不论是水平海床还是斜坡海床,双周期正弦沙纹对波浪的反射强度以及激发的共振带宽均大于单周期正弦沙纹,共振相位下移的幅度则小于单周期沙纹;斜坡叠加正弦沙纹对波浪的反射强度要大于水平海床,零反射的现象不再存在,主振峰值的相位下移幅度较水平海床更大.

基于半功率带宽法的改进模态分析法

现有模态分析法仅根据模态阻抗的幅值大小判断谐波谐振程度,可能导致错误的分析结论。针对此局限性,提出一种改进模态分析法,引入半功率带宽法对模态分析结果进行进一步求解和改进。首先,介绍模态分析法概念;然后,基于半功率带宽法对谐振进行分析,并提出改进模态分析法,引入性能指标对谐波谐振程度进行判定;接着,对多并网逆变器进行建模,构建系统节点导纳矩阵;最后,通过理论分析和仿真验证,在MATLAB/Simulink中搭建仿真系统,验证现有模态分析法的局限性和本文方法的有效性。结果表明,谐波谐振程度同时受到模态阻抗幅值和阻尼比的影响,通过提出的改进模态分析法可实现系统谐波谐振程度的评估。

AN INVESTIGATION OF BANDWIDTH IN DIELECTRIC SLAB LOADED RECTANGULAR WAVEGUIDE

Several technical problems of numerical method in TLM procedures arediscussed.The bandwidth of single mode in four kinds of dielectric slab loaded rect-angular waveguides is investigated,and the optimum bandwidth which is related tothe dimensions and dielectric constants is obtained.These results are useful to the de-sign of dielectric slab loaded rectangular waveguide.

项目反应理论观察分数核等值研究:连续化处理方式的组合视角

项目反应理论观察分数核等值方法是一种新的测验等值技术,它整合经典测量理论等百分位等值与项目反应理论观察分数等值两种方法,具有较为优异的测验等值表现。为探讨连续化处理方式在该技术中的作用机制,采用项目反应理论方法与构造伪测验与伪群组方法开展模拟研究,从局部与全域指标角度评价连续化处理方式的表现。结果表明:项目反应理论观察分数核等值方法具有较高的精确性,其系统误差几乎可以忽略不计;采用不同连续化处理方式,其等值结果在分数层面无明显差异,但百分相对误差等局部指标差异较大;采用构造伪测验与伪群组方法模拟得到的数据,其分布符合预期,有效性得到验证。

计及等效负载变化的消弧逆变器性能分析与设计

分析了消弧逆变器等效负载的性质,结果表明:等效负载是有源负载,等效源具有较大的幅值和较宽的变化范围;随过渡电阻和故障距离的变化,等效负载阻抗可呈现阻性、阻感性和阻容性。这一结果表明逆变器需要在负载性质改变和等效电源扰动的情况下,仍能稳定跟踪包含多频次的给定电流。对抗扰性和跟踪性要求的提高,增加了设计难度。鉴于此,提出了消弧逆变器输出滤波器和控制器的设计方法。输出滤波器采用滤波电容分流法进行设计,保证了逆变器能输出包含多频次的电流。采用电容串联电阻来抑制阻感负载情况下带来的谐振失稳问题,并给出了串联电阻的计算方法。控制器采用了定带宽设计法,带宽选定在幅频特性重合段。控制器参数设计准则为:保证阻容负载情况下传函幅频特性低频段具有较高增益。采用PSCAD/EMTDC仿真验证了结论的正确性和所提设计方法的可行性。

基于边缘计算的多用户动态带宽分配方法

当前多个集群框架布置在同一个数据中心增加了动态带宽的分配时间。针对这种情况,提出一种基于边缘计算的多用户动态带宽分配方法。该方法采用循环神经网络计算构建分配模型,并通过3层分配机制和边缘框架进行带宽的弹性共享应用。用户业务的优先流转级别通过共享机制设定,促进多用户的业务需求同步传输,同时实现多用户动态带宽的分配。实验结果表明,该新方法可以基于不同的用户规模进行分类,具有高效的分配效率和实用性。

用带宽图统计方法对铁路货车车轮磨耗评价的分析

常规动力学仿真计算无法预测车轮磨耗状态。以C80型敞车为例,通过建立整车系统动力学模型,提取轮轨接触点在车轮上的位置累加带宽图,比较不同车轮踏面的磨耗状态,并与实际运用情况对比。采用带宽图统计方法评价结果与大秦线和神朔线车轮磨耗实际调研结果一致。采用带宽图可以分析车轮磨耗的具体位置,评价车轮不同位置的磨耗速率,能比较准确地评价车轮长期运用的磨耗状态。

掺Sc钇铁石榴石(YIG)铁氧体电磁参数和吸波性能

利用固相反应方法制备了Y_(3)Sc_(1.05)Fe_(3.95)O_(12)钇铁石榴石铁氧体(YIG)并测量得到其磁导率和介电常数谱。根据电磁参数分别使用λ/4干涉相消机制和磁损耗机制计算得到吸波体厚度随频率的变化。发现这两种机理得到的理论厚度都与实际厚度存在偏离,使用界面反射的相位关系,得到在211 MHz处存在λ/4干涉相消机制形成的反射损耗峰,进一步得出两种机理所形成的反射损耗峰。通过电磁参数对1~1000 MHz范围内的吸波性能进行设计,使吸波体厚度为6 mm时具有−10 dB以下吸收效能,吸收带宽为30 MHz(420~450 MHz)。根据界面反射模型对吸收带宽进行讨论,理论计算结果与实测结果吻合。

不同激励模式下桥梁实测阻尼比差异

收集和分析了国内外学者对结构物阻尼比的实测结果,指出了当前桥梁阻尼比研究成果的局限性。为了弥补当前桥梁阻尼比实测结果匮乏的局限,针对三座典型桥梁进行了阻尼比测试,分析了影响桥梁阻尼比的主要因素。该研究发现:桥梁的阻尼比不是定值,它与桥梁的类型、测试时的激励方式、阻尼比的处理方法、测试环境等有较大的相关性。激励强度越大,测试的阻尼比数值越大。车辆激励作用下的阻尼比数值明显大于环境激励下的阻尼比数值。相同激励模式下,不同的阻尼比处理方法所计算的阻尼比数值差距较大。半功率带宽法计算的阻尼比数值的离散性要大于利用自由衰减法计算的阻尼比。建议桥梁结构阻尼比的测试中需要保证激励的一致性,避免在采样过程中出现激励程度差距较大的激励模式。

Hilbert-Huang变换在密频结构阻尼识别中的应用

Hilbert Huang变换是一种新的数据处理方法,由经验模分解(EmpiricalModeDecomposition)技术及Hilbert变换两部分组成。本文研究此方法对于密频结构阻尼识别的应用。首先对于两自由度系统模型,说明该方法用于阻尼识别的步骤。进而研究存在频率密集现象的高层建筑的阻尼识别问题。上述结果与理论值及由半功率带宽法的识别值进行了比较,对比显示Hilbert Huang方法较传统方法具有良好的识别密频结构阻尼的性能,适用于大型结构的系统识别。

桥梁工作模态分析中阻尼比识别的离散性研究

准确识别阻尼比一直是桥梁结构模态参数识别的难题。为研究工作模态分析中识别的阻尼比离散性问题,总结了现有的代表性的频域、时域和时频分析的阻尼比识别方法,指出了各种方法导致识别结果不准确的原因。以一个预应力混凝土连续梁桥的工作模态分析为例,分析了阻尼比识别的结果,研究了减小识别的阻尼比离散性的方法。结果表明:相对频率而言,阻尼比识别结果离散程度较高;在混合自由振动响应的情况下,通过增加采样时间,能改善阻尼比识别离散较大的问题,提高识别精度;利用振动水平较低的随机振动响应识别的阻尼比离散性较小。

铝合金板式节点网壳阻尼特性试验研究

为研究铝合金板式节点网壳结构阻尼特性,填补现行设计规范对铝合金结构阻尼比取值的空白,对一铝合金板式节点网壳的阻尼比进行了实测。采用锤击法对结构施加动力激励,由拾振器记录结构各点的加速度响应。通过FFT变换得出节点加速度响应频谱,采用半功率带宽法估算结构阻尼比。通过改变锤击力度、拾振器位置、敲击点位置,设计了57种工况,并测出一系列阻尼值;对所得数据进行统计分析,得出铝合金板式节点网壳阻尼比平均值,并建议此类结构阻尼比取为3.3%。运用该阻尼参数建立有限元模型,分析结构动力响应,结果表明:节点加速度响应实测曲线与有限元模型计算得到的响应曲线的峰值、周期和振动衰减规律均吻合较好,证明所测得阻尼值可为铝合金板式节点网壳的动力分析与工程设计提供依据。

线性自抗扰控制的适用性及整定

线性自抗扰控制将被控对象看成串级积分系统,把其他信息都当成不确定性.这种处理方法简单,但是对什么样的系统有效,目前还没有理论给出确定的答案.本文证明任何带有积分行为的严格正则传递函数都可以由线性自抗扰控制的反馈控制器等价实现,从而表明线性自抗扰控制具有广泛的适用性,即只要其他线性控制方法能够控制的系统,线性自抗扰控制同样可以适用.为简化线性自抗扰控制器参数整定,本文针对工业过程中广泛存在的PID控制器,提出将PID参数转化为二阶自抗扰控制参数的方法.该方法转化的线性自抗扰参数以带宽形式表示,从而保留了传统线性自抗扰简单易调的特性,为线性自抗扰控制在工业过程的应用准备了基础.

基础激励频域带宽法辨识悬臂薄板结构的阻尼特性

对于一些需要精确获得阻尼参数的小尺寸结构件,锤击半功率带宽阻尼识别方法往往难以满足要求。在明确阻尼辨识原理的基础上,对经典的半功率带宽阻尼识别方法进行改进,提出一种采用振动台扫频激励的方式在频域上识别小尺寸构件阻尼参数的新方法,命名为频域带宽法。将该方法细分为直接频域响应法和有参考信号频域响应法,对小尺寸悬臂薄板进行了实验研究。比较了扫频速率、两种阻尼辨识方法、扫频方向对阻尼参数的影响,进一步验证了频域带宽法的有效性。

阻尼材料动态力学参数自动测试系统的设计

针对阻尼材料动态力学参数测试难题,基于正弦扫频半功率带宽法及自由阻尼结构理论,设计了一套具有高性价比的阻尼材料动态力学参数自动测试系统。试验结果表明,该系统能够实现10 Hz～3 kHz频率范围内材料动态力学参数的测量。

强电磁脉冲的有效带宽、测量带宽及来自上升时间的影响

从能量分布和测量有效性的观点出发,提出了强电磁脉冲的能量有效带宽和动态范围有效带 宽的概念。针对IEC61000-4-4,MIL-STD-464,IEC61000-4-2,IEC61312-1等标准规定的核电磁脉冲 (NEMP)、雷电电磁脉冲(LEMP)、静电放电电磁脉冲(ESDEMP)等强电磁脉冲,分别计算了它们的能量有效 带宽和动态范围有效带宽。通过分析,得知在一定的范围内,上述强电磁脉冲上升时间的变化对两种有效带宽 的影响并不明显,在此基础上,确定了它们的测量带宽。计算结果为NEMP,ESDEMP及LEMP的60dB有 效带宽分别是371,786,1233MHz与96kHz;99%能量有效带宽分别是46,95,183MHz与15kHz;不失真测 量所需的带宽分别是152,307,916MHz和95kHz。

用Matlab研究半功率带宽法

随着科学技术和生产力的不断发展，测试任务日趋复杂与完善，在工程振动中阻尼比的测试分析越来越深入，对阻尼比稳定性和精度要求也越来越高。大多数分析测试是基于半功率带宽法。文章通过用Matlab对半功率带宽法的结果进行分析，对半功率带宽法的特点、适用范围及影响因素进行探讨，得出了合理的结论及求精确值的方法。