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《時變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的時域辨識方法及在線辨識技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、時變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的時域辨識方法及在線辨識技術(shù)研究楊武2015年1月中圖分類號：V414UDC分類號：629.7時變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的時域辨識方法及在線辨識技術(shù)研究作者姓名楊武學(xué)院名稱宇航學(xué)院指導(dǎo)教師劉莉教授答辯委員會主席任革學(xué)教授申請學(xué)位級別工學(xué)博士學(xué)科專業(yè)飛行器設(shè)計學(xué)位授予單位北京理工大學(xué)論文答辯日期2015.1.18StudyonModalParameterEstimationandOn-LineIdentificationTechnologyforLinearTime-VaryingStructuresinTime-domainCa
2、ndidate:YANGWuSchoolorDepartment:SchoolofAerospaceEngineeringSupervisor:Prof.LIULiChair,ThesisCommittee:Prof.RENGe-XueDegreeApplied:DoctorofPhilosophyMajor:FlightVehicleDesignDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyDateofDefence:Jan.18,2015北京理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘要隨著航空航天器應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，為適
3、應(yīng)飛行器結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計更為嚴(yán)苛和極限的要求，結(jié)構(gòu)的時變特性不容忽視。由于時變結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)能用于結(jié)構(gòu)動力學(xué)性能的評價、載荷辨識、模型修正、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、結(jié)構(gòu)故障診斷、結(jié)構(gòu)振動控制等方面的應(yīng)用。因此，近年來針對航空航天器時變結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)辨識研究逐漸成為航空航天結(jié)構(gòu)動力學(xué)研究領(lǐng)域的熱點，具有很高的研究價值。本文對時變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)辨識方法及在線辨識技術(shù)展開研究。從時域著手，針對時域辨識模型和方法的三個核心問題：預(yù)測方向問題、模型結(jié)構(gòu)選擇問題和在線辨識問題，開展深入研究，主要包括以下幾個方面：（一）對航空航天器結(jié)構(gòu)的時變特性、時變結(jié)構(gòu)模態(tài)參
4、數(shù)辨識研究的意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了完整的總結(jié)和論述，為進(jìn)行時變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)辨識理論和實驗研究提供必要參考，并詳細(xì)闡述了時域辨識模型和方法中三個核心問題，為本文的后續(xù)研究提供支持。（二）總結(jié)了線性時變系統(tǒng)的基本理論，介紹了線性時變系統(tǒng)的定義、模型表示、系統(tǒng)極點的定義和性質(zhì)等，分別從時域和頻域上介紹了時變系統(tǒng)快慢的定性判定準(zhǔn)則，介紹了線性時變結(jié)構(gòu)的辨識模型及其特性，并探討了時變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的存在性、適用性等，為時變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)辨識提供了理論依據(jù)和前提假設(shè)。（三）針對預(yù)測方向問題，提出了一種前后向線性預(yù)測的時變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)辨識方法。該方
5、法將辨識模型從單輸出形式拓展為多輸出形式，建立前后向線性預(yù)測模型，并發(fā)展了相應(yīng)的參數(shù)估計算法。仿真結(jié)果表明該辨識方法抗噪聲能力更強(qiáng)，消除低采樣率情況下的時移誤差，并可進(jìn)一步地運用于工作參考向量和反共振點的辨識。（四）針對模型結(jié)構(gòu)選擇問題，提出了基于無網(wǎng)格形函數(shù)的時變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)辨識方法。借鑒無網(wǎng)格法中構(gòu)造形函數(shù)進(jìn)行局部近似的思想，建立并發(fā)展了能自適應(yīng)響應(yīng)特征的辨識模型及相應(yīng)的參數(shù)估計算法：一方面，為解決傳統(tǒng)的移動最小二乘形函數(shù)的數(shù)值問題，引入帶權(quán)正交基函數(shù)，提出了一種改進(jìn)的移動最小二乘時變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)辨識方法，仿真結(jié)果表明該方法無數(shù)值
6、問題、辨識過程穩(wěn)定且精度高；另一方面，為進(jìn)一步提高局部時變特征跟蹤能力，提出了一種基于移動Kriging形函數(shù)的時變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)辨識方法，建立了基于優(yōu)化的模型估計框架，將辨識問題分解成兩個子問I北京理工大學(xué)博士學(xué)位論文題：模型參數(shù)的兩步最小二乘估計和形狀參數(shù)的離散連續(xù)混合優(yōu)化，仿真結(jié)果表明對局部時變特征的估計精度更高。（五）針對在線辨識問題，提出了一種核自適應(yīng)濾波的時變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)在線辨識方法。為解決基函數(shù)的在線遞推問題，該方法從緊支的基函數(shù)著手利用核函數(shù)在線遞推更新思想，建立并發(fā)展了基于核函數(shù)的辨識模型以及相應(yīng)的滑動窗核遞推最小二乘
7、和改進(jìn)的滑動窗核遞推最小二乘的在線估計算法。仿真結(jié)果表明此方法相比于傳統(tǒng)遞推方法精度更高、對多通道信號辨識更高效，為工程時變結(jié)構(gòu)的在線辨識提供遞推算法支持。（六）搭建了一個基于可移動質(zhì)量塊兩端簡支梁的時變結(jié)構(gòu)，分別進(jìn)行了“特征凍結(jié)”結(jié)構(gòu)的參考實驗和質(zhì)量塊連續(xù)移動的時變結(jié)構(gòu)動力學(xué)實驗。通過實驗驗證了本文以上所提出的時變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)辨識方法的有效性。關(guān)鍵詞：時變結(jié)構(gòu)；模態(tài)參數(shù)辨識；時域；參數(shù)化；時變時間序列模型；前后向線性預(yù)測；兩步最小二乘；無網(wǎng)格形函數(shù)；移動最小二乘法；移動Kriging；在線辨識；核自適應(yīng)濾波；模態(tài)實驗II北京理工大學(xué)
8、博士學(xué)位論文AbstractWiththecontinualexpansionofapplicationsinthefieldofaerospacestructures,itisnecessarytoresearchfu
