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基于控制响应的时变系统模态参数辨识的改进子空间方法

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计算力学学报 2010年第2期27卷 356-361页

作者：张强吴庆鸣张志强武汉大学动力与机械学院武汉430072

提出了一种基于系统控制信号激发的响应数据来辨识时变系统模态参数的改进子空间方法。该方法以系统控制响应信号建立系统的状态空间输出方程并构造了一个广义Hankel矩阵,通过对该矩阵做奇异值分解(SVD),用广义能观阵的估计代替输出矩阵... 详细信息

提出了一种基于系统控制信号激发的响应数据来辨识时变系统模态参数的改进子空间方法。该方法以系统控制响应信号建立系统的状态空间输出方程并构造了一个广义Hankel矩阵,通过对该矩阵做奇异值分解(SVD),用广义能观阵的估计代替输出矩阵,然后利用奇异值矩阵的正交性,有效地降低了噪声敏感性和计算量,从而容易地辨识出等效状态下的系统矩阵,最后采用转换矩阵辨识出时变系统的模态参数。通过理论分析、仿真和实验,讨论了不同信噪比对辨识结果的影响,验证了该方法的有效性。

关键词：时变系统模态参数辨识子空间方法状态空间

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基于子空间方法的车辆稳态操纵性模型辨识

上海交通大学学报 2011年第4期45卷 457-463页

作者：管西强袁明张建武上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

基于子空间辨识方法,对稳态操纵工况下的车辆动力学模型进行辨识.根据子空间算法的假设条件,构建了3自由度车辆模型,并进行系统的可辨识性论证,确定了相应的辨识模型结构.采用方向盘角阶跃输入转向回正性能试验数据进行车辆模型的辨识.... 详细信息

基于子空间辨识方法,对稳态操纵工况下的车辆动力学模型进行辨识.根据子空间算法的假设条件,构建了3自由度车辆模型,并进行系统的可辨识性论证,确定了相应的辨识模型结构.采用方向盘角阶跃输入转向回正性能试验数据进行车辆模型的辨识.辨识模型的验证采用相同车速下的实车蛇形试验数据,分别在时域和频域进行辨识和试验对比.结果显示,两者基本吻合,子空间算法能够很好地适用于线性车辆操纵动力学模型的辨识.

关键词：系统辨识车辆操纵动力学子空间方法

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识别时变结构模态参数的改进子空间方法

应用力学学报 2005年第2期22卷 184-188,i004页

作者：庞世伟于开平邹经湘哈尔滨工业大学哈尔滨150001

给出了基于整体数据子空间方法的改进算法,原方法对噪声的影响极为敏感,基于原方法的关键是计算一个与原系统的广义能观阵的特征值相同的矩阵的基本事实,将求矩阵的过程转化为最小二乘的问题,然后用广义能观阵替换输出矩阵,对数据进行滤... 详细信息

给出了基于整体数据子空间方法的改进算法,原方法对噪声的影响极为敏感,基于原方法的关键是计算一个与原系统的广义能观阵的特征值相同的矩阵的基本事实,将求矩阵的过程转化为最小二乘的问题,然后用广义能观阵替换输出矩阵,对数据进行滤波,从而有效地降低了算法对噪声敏感性,但同时增加了计算量。利用奇异向量矩阵的正交性,将最小二乘问题中求矩阵伪逆的过程简化为求该矩阵的转置,从而降低了计算量,改进后的算法能够在提高算法对噪声的敏感性的同时降低计算量。最后利用改进后的方法辨识出一个两自由度弹簧质量块模型在三种不同的刚度变化形式下的伪模态参数,并通过与使用原方法所得的结果比较,验证了以上结论。

关键词：模态参数识别子空间方法时变结构系统

用于时变结构模态参数识别的投影估计递推子空间方法

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工程力学 2005年第5期22卷 115-119页

作者：庞世伟于开平邹经湘哈尔滨工业大学航天科学与力学系哈尔滨150001

基于投影估计子空间跟踪算法提出了一种新的可用于时变结构模态参数识别的递推子空间方法。首先利用方阵求逆公式和正交补空间的性质将待跟踪的矩阵变换为一种适合在线跟踪的一阶修改递推格式,然后将奇异值分解转化为无约束优化问题,通... 详细信息

基于投影估计子空间跟踪算法提出了一种新的可用于时变结构模态参数识别的递推子空间方法。首先利用方阵求逆公式和正交补空间的性质将待跟踪的矩阵变换为一种适合在线跟踪的一阶修改递推格式,然后将奇异值分解转化为无约束优化问题,通过投影估计将目标函数变换为关于新数据的二阶形式,再利用最小二乘法求出系统的特征子空间,最后根据模态分析理论求出时变结构的伪模态参数。使用本文方法辨识一个具有移动质量块机械臂系统的伪模态参数,并将结果与另外两种方法进行比较。理论和仿真结果表明提出的方法具有计算量小、对噪声不敏感等优点。

关键词：模态参数识别子空间跟踪算法子空间方法时变参数结构系统

基于声压振速联合信息处理的声矢量阵相干信号子空间方法

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声学学报 2006年第5期31卷 410-417页

作者：白兴宇杨德森赵春晖哈尔滨工程大学信息与通信工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

为解决水下宽带源的远程测向问题,提出了一种基于声压P与振速V的互谱矩阵的声矢量阵相干信号子空间方法。与现有的将声矢量传感器的振速信息仅仅作为独立阵元来处理的声矢量阵测向方法不同,新方法完全基于声压与振速联合信息处理,充分... 详细信息

为解决水下宽带源的远程测向问题,提出了一种基于声压P与振速V的互谱矩阵的声矢量阵相干信号子空间方法。与现有的将声矢量传感器的振速信息仅仅作为独立阵元来处理的声矢量阵测向方法不同,新方法完全基于声压与振速联合信息处理,充分利用了声矢量阵中P-V互谱的抗噪能力,能将相干信号子空间方法的宽带高分辨能力及去相干能力与声矢量阵的抗噪能力有机地结合起来,实现对宽带源的远程、高分辨方位估计。理论分析给出了基于P-V互谱矩阵的宽带聚焦原理和特征分解原理,以及信源数检测准则。基于湖试数据的仿真实验结果显示,采用3元声矢量阵,在信噪比为-10dB和观测时间为20s时,新方法方位估计的均方根误差约为5°,明显强于现有方法。

关键词：声矢量传感器联合信息处理子空间方法相干信号振速声压抗噪能力方位估计

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基于子空间方法的风机齿轮箱故障预测算法

电力自动化设备 2015年第3期35卷 27-32页

作者：赵洪山郭伟邵玲张兴科华北电力大学电气与电子工程学院河北保定071003 泰州供电公司江苏泰州225300

为了减少风机齿轮箱严重故障的发生,提出了一种基于随机子空间识别方法的齿轮箱故障预测算法。该算法首先建立齿轮箱的随机状态空间模型,并利用正常运行时的振动监测数据计算模型的参数矩阵的特征值,并将其作为参考特征值;然后将由实际... 详细信息

为了减少风机齿轮箱严重故障的发生,提出了一种基于随机子空间识别方法的齿轮箱故障预测算法。该算法首先建立齿轮箱的随机状态空间模型,并利用正常运行时的振动监测数据计算模型的参数矩阵的特征值,并将其作为参考特征值;然后将由实际振动数据所求得的特征值与参考特征值进行比较,如果两者误差很小,则说明齿轮箱正常,反之则异常。为了减少计算量,引入均方根误差(RMSE)作为齿轮箱故障判别指标,并利用统计过程控制(SPC)原理定义该指标的阈值。最后,对一台实际风机的振动监测数据进行仿真,结果表明了所提出算法的有效性。

关键词：风机齿轮箱子空间方法故障预测振动分析监测

状态空间子空间方法处理闭环系统辨识(英文)

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控制理论与应用 1999年第6期16卷 931-933页

作者：王晶波王晓峰王广雄刘晓平东北大学自动化研究中心沈阳110006 哈尔滨工业大学控制工程系哈尔滨150001 东北大学信息科学与工程学院沈阳110006

本文给出一个由闭环数据辨识状态空间模型的算法．此算法可辨识带有严重噪声干扰和延迟的稳定及不稳定系统。

关键词：状态空间模型子空间方法系统辨识闭环系统

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基于子空间方法的非均匀多采样率系统辨识

大连理工大学学报 2014年第5期54卷 575-580页

作者：王宏伟孙爽大连理工大学控制科学与工程学院辽宁大连116024

针对非均匀多采样率系统的建模问题,根据因果关系,建立了非均匀多采样率系统的状态空间模型.对于含有提升变量的状态空间模型,提出基于子空间技术的辨识方法.首先,由系统的输入输出数据建立由Hankel矩阵组成的扩展状态空间方程;其次,利... 详细信息

针对非均匀多采样率系统的建模问题,根据因果关系,建立了非均匀多采样率系统的状态空间模型.对于含有提升变量的状态空间模型,提出基于子空间技术的辨识方法.首先,由系统的输入输出数据建立由Hankel矩阵组成的扩展状态空间方程;其次,利用斜交投影的原理,以及奇异值分解,通过子空间辨识算法确定增广观测矩阵和状态向量;最后,通过最小二乘方法确定模型的参数矩阵.该方法简单有效且对初值具有鲁棒性.仿真实例验证了方法的有效性.

关键词：非均匀多采样率系统状态空间模型子空间方法系统辨识

子空间方法在热风回流焊机系统辨识中的应用研究

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子空间方法在热风回流焊机系统辨识中的应用研究

作者：周志宇中南大学

学位级别：硕士

本文基于状态空间子空间系统辨识理论和算法,对子空间辨识算法在复杂结构系统中(热风回流焊机)的应用进行研究。具体内容如下:系统地介绍与总结了子空间系统辨识方法的基本理论和算法过程。具体包括子空间辨识的几何基础、空间投影理论... 详细信息

本文基于状态空间子空间系统辨识理论和算法,对子空间辨识算法在复杂结构系统中(热风回流焊机)的应用进行研究。具体内容如下:系统地介绍与总结了子空间系统辨识方法的基本理论和算法过程。具体包括子空间辨识的几何基础、空间投影理论、系统状态空间描述、子空间数据矩阵的构成,确定性系统＼随机系统＼联合系统的子空间参数辨识原理与算法。针对热风回流焊机这个特定的系统,进行了辨识实验设计和辨识实验,并对实验数据进行了预处理,包括野值去除、数据去噪、数据平滑等处理。在实测数据的基础上,运用子空间参数辨识方法对热风回流焊机的系统参数进行辨识。给出了辨识所得系统矩阵的详细参数、构造输入输出Hackle矩阵算法＼行空间投影算法＼确定系统矩阵算法的具体实现过程。最后通过实测数据的检验,证明了辨识所得模型的有效性。同时也进一步表明了子空间辨识算法使用简单,数据稳定,尤其适合用于高阶多变量复杂系统的辨识。

关键词：系统辨识热风回流焊子空间方法投影理论 QR分解