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基于驱动谱修正迭代控制算法的三轴振动控制研究

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振动与冲击 2018年第3期37卷 85-90页

作者：马希彬陈章位赵玉刚王伟栾强利浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 杭州亿恒科技有限公司杭州310011

对三轴振动试验系统进行分析,研究了多输入多输出功率谱复现控制算法。利用HV频响函数估计法对系统进行辨识。针对系统频响矩阵为长方阵并出现奇异点的情况,采用奇异值截断法保证算法的稳定性,并运用迭代控制算法修正驱动谱提高振动控... 详细信息

对三轴振动试验系统进行分析,研究了多输入多输出功率谱复现控制算法。利用HV频响函数估计法对系统进行辨识。针对系统频响矩阵为长方阵并出现奇异点的情况,采用奇异值截断法保证算法的稳定性,并运用迭代控制算法修正驱动谱提高振动控制的精度。通过三轴向振动台与集成该算法的多输入多输出振动控制器进行三轴向振动试验。实验结果表明:基于HV频响函数估计法修正迭代控制算法进行振动试验对功率谱的复现具有较好的精度和工程实用性。

关键词：三轴振动奇异值截断驱动谱修正迭代控制

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结构损伤识别的一种反馈岭估计方法

振动与冲击 2020年第7期39卷 43-50页

作者：杨秋伟陆晨罗帅李翠红绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴312000

利用含有测量噪声的数据进行结构损伤识别时,经常出现病态最小二乘问题,可能导致计算结果完全失真。为了显著提高计算精度,在岭估计的基础上,进一步提出了一种反馈岭估计方法,以获得精确并具稳定的损伤识别结果。所提的反馈岭估计方法... 详细信息

利用含有测量噪声的数据进行结构损伤识别时,经常出现病态最小二乘问题,可能导致计算结果完全失真。为了显著提高计算精度,在岭估计的基础上,进一步提出了一种反馈岭估计方法,以获得精确并具稳定的损伤识别结果。所提的反馈岭估计方法主要分为三个步骤:对结构损伤评估中的线性方程组进行第一次岭估计计算,得到损伤参数的粗略解;根据损伤参数的粗略解,设计一个新的对角矩阵,用于随后的反馈岭估计(即第二次岭估计)计算中;对损伤评估线性方程组进行第二次岭估计计算(即反馈岭估计),最终获得损伤参数的高精度解,据此来对结构中的损伤位置和严重程度进行判定。以一个梁结构作为数值算例,讨论了所提方法在10%噪声水平下的有效性,并把计算结果与普通岭估计和奇异值截断法进行了比较,结果表明:所提反馈岭估计方法大幅度提高了计算精度,即使在10%的噪声水平下,该方法也能获得精度很高的计算结果。

关键词：损伤识别病态最小二乘问题奇异值截断反馈岭估计

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基于应变模态的模态应变能损伤识别方法

振动．测试与诊断 2019年第1期39卷 25-31,218-219页

作者：周计祥吴邵庆董萼良费庆国东南大学工程力学系南京210096 东南大学江苏省工程力学分析重点实验室南京210096

传统模态应变能计算需要完备模态振型信息,而模态振型信息中存在转角自由度难以准确获取的问题,为解决该问题,开展基于应变模态的模态应变能损伤识别研究,实现了结构损伤的定量识别。首先,通过基于应变与位移之间的联系,推导出应变模态... 详细信息

传统模态应变能计算需要完备模态振型信息,而模态振型信息中存在转角自由度难以准确获取的问题,为解决该问题,开展基于应变模态的模态应变能损伤识别研究,实现了结构损伤的定量识别。首先,通过基于应变与位移之间的联系,推导出应变模态与位移模态之间的转换矩阵;其次,利用应变模态代替位移模态计算单元模态应变能,建立基于灵敏度分析的损伤识别方程组;最后,根据奇异值截断法求解该方程组识别结构损伤。以一两端固支梁结构为对象,开展数值仿真和实验研究。结果表明,该方法可以有效识别出结构的损伤位置和损伤程度,相对于基于振型扩充的模态应变能损伤识别方法,具有更好精度和抗噪性能。

关键词：结构损伤识别模态应变能应变模态灵敏度分析奇异值截断

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基于高次广义柔度灵敏度的结构损伤识别

固体力学学报 2019年第2期40卷 157-168页

作者：杨秋伟王学航李翠红绍兴文理学院土木工程学院绍兴312000

柔度矩阵可以由结构的低价模态近似计算获得,因此被广泛用于结构的模型修正和损伤识别中.由普通柔度派生而来的广义柔度,可以由低价模态数据更加精确的获得,且随着广义柔度次数的增高其精度越高,往往只需要第一或二阶模态数据即可获得... 详细信息

柔度矩阵可以由结构的低价模态近似计算获得,因此被广泛用于结构的模型修正和损伤识别中.由普通柔度派生而来的广义柔度,可以由低价模态数据更加精确的获得,且随着广义柔度次数的增高其精度越高,往往只需要第一或二阶模态数据即可获得很准确的高次广义柔度.因此,广义柔度灵敏度方法自提出以来受到广泛关注.论文详细研究了基于高次广义柔度灵敏度的损伤识别计算方法,研究中发现,利用广义柔度灵敏度进行损伤识别计算时,并非越高次的广义柔度其识别结果越准确,随着广义柔度次数的增加,损伤识别结果精度呈现出先提高但随后显著降低的趋势.究其原因在于,虽然随着广义柔度次数的增加,广义柔度本身的精度更高,但与之相应的灵敏度方程组系数矩阵的条件数却也显著增大了,即方程组的病态性反而更加严重了,这导致了基于高次广义柔度计算所得的损伤参数的精度反而不如低次广义柔度的情况.因此,论文的研究表明,工程中利用广义柔度进行模型修正或损伤识别时,一般采用一次广义柔度或二次广义柔度即可,且计算中为了克服方程组的病态性和数据噪声的不利影响,论文提出了一种反馈奇异值截断法,能够明显提高计算精度,获得较准确的识别结果.

关键词：损伤识别广义柔度模态灵敏度奇异值截断

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病态问题的奇异值分解算法与比较

测绘信息与工程 2011年第4期36卷 19-22页

作者：卢波中铁西北科学研究院有限公司工程检测试验中心兰州市民主东路365号730000

简述了奇异值分解方法的基本原理,讨论了在大地测量病态问题中运用奇异值分解的两种基本策略,给出了选取截断参数和修正奇异值的方法,并对两者在减弱病态性原理上作了分析比较,最后以一个算例,验证了奇异值分解方法能有效地解决病态问题... 详细信息

简述了奇异值分解方法的基本原理,讨论了在大地测量病态问题中运用奇异值分解的两种基本策略,给出了选取截断参数和修正奇异值的方法,并对两者在减弱病态性原理上作了分析比较,最后以一个算例,验证了奇异值分解方法能有效地解决病态问题,提高了解的准确性和可靠性。

关键词：病态问题奇异值分解奇异值截断奇异值修正

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基于总体最小二乘新方法的结构损伤识别研究

基于总体最小二乘新方法的结构损伤识别研究

作者：王超俊绍兴文理学院

学位级别：硕士

基于模型修正的结构损伤识别方法是近年来土木工程领域的一项重要研究课题。由于工程结构的复杂性和测试技术的限制,病态最小二乘问题是损伤识别计算过程中经常遇到的关键问题之一,此时数据中所包含的噪声将导致计算结果误差很大甚至完... 详细信息

基于模型修正的结构损伤识别方法是近年来土木工程领域的一项重要研究课题。由于工程结构的复杂性和测试技术的限制,病态最小二乘问题是损伤识别计算过程中经常遇到的关键问题之一,此时数据中所包含的噪声将导致计算结果误差很大甚至完全失真。为了更好地解决病态最小二乘问题,本文将总体最小二乘的基本思想与奇异值截断法的基本思想相结合,提出了一种新的总体最小二乘估计方法,并将其应用于结构损伤识别的计算中,所提方法能够较好地克服数据噪声的不利影响,有效提高计算精度和鲁棒性。主要研究内容如下:基于总体最小二乘估计的基本思想,提出一种新的总体最小二乘方法,针对线性方程组系数矩阵和观测向量中均存在误差的情形,首先采用归一化的处理方式将所有的数据误差均集中于新的系数矩阵中,再应用奇异值截断法对新方程组予以求解,即通过对新系数矩阵进行奇异值分解,并截断较小的奇异值,从而达到有效去除数据噪声污染的目的。算例结果显示所提方法可以有效提高解的精确性和鲁棒性。针对总体最小二乘新方法中的奇异值截断阈值选择问题,研究提出了一种确定截断阈值的指标判定法,采用同样的算例,详细比较了L曲线拐点观察法、夹角判定法和指标判定法的选择结果,说明了所提指标判定法在操作上的便捷性和可行性。将所提的总体最小二乘新方法应用于结构损伤识别的计算中,以降低数据噪声污染对损伤识别结果带来的误差。在计算中多次使用所提的总体最小二乘新方法,根据每次的计算结果筛选去除未损伤单元,逐步提高损伤参数求解精度。以悬臂桁架结构和板结构为例,对所提方法进行了数值模拟验证。以一个钢梁实验为例,对所提方法进行了实验数据验证。结果表明所提方法是合理可行的。

关键词：总体最小二乘损伤识别归一化奇异值截断频率

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结构损伤识别的截断总体最小二乘法

佳木斯大学学报（自然科学版） 2019年第1期37卷 12-15页

作者：王学航杨秋伟白志超绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴312000

基于特征对灵敏度分析,并结合总体最小二乘法,提出了一种用于结构损伤识别的截断总体最小二乘法,主要用来解决实际结构损伤识别过程中出现的病态方程组问题。以一个平面桁架结构为例,验证该方法的有效性。结果表明:在测试数据不完备的... 详细信息

基于特征对灵敏度分析,并结合总体最小二乘法,提出了一种用于结构损伤识别的截断总体最小二乘法,主要用来解决实际结构损伤识别过程中出现的病态方程组问题。以一个平面桁架结构为例,验证该方法的有效性。结果表明:在测试数据不完备的情况下,所提方法对于测试噪声仍然具有较强的鲁棒性,可供实际工程应用参考。

关键词：特征对灵敏度奇异值截断总体最小二乘法,测量噪声

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病态问题中奇异值修正法初探

海洋测绘 2011年第2期31卷 42-44,48页

作者：付玉立李全海同济大学测量与国土信息系上海200092

在法矩阵的条件数相对较小时,基于奇异值分解理论、截断奇异值分解方法和一种全部修正奇异值分解方法,提出了一种部分修正的奇异值分解方案和一种截断奇异值修正方案,以改善设计阵的病态性,提高参数估值的稳定性和准确性。经过算例验证... 详细信息

在法矩阵的条件数相对较小时,基于奇异值分解理论、截断奇异值分解方法和一种全部修正奇异值分解方法,提出了一种部分修正的奇异值分解方案和一种截断奇异值修正方案,以改善设计阵的病态性,提高参数估值的稳定性和准确性。经过算例验证,当法矩阵的条件数小于106,截断奇异值修正方案比较有效,与其他方法相比,得到的结果精度更高。

关键词：病态问题奇异值分解奇异值截断奇异值修正