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1.
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基于简化模型的超高层结构传感器优化布置 被引次数：3
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伊廷华 李宏男 王国新《计算力学学报》,2008年第25卷第4期
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对于自由度较多的超高层结构,传感器优化布置时应考虑多阶模态振型.由于存在空间耦合振动,根据振型质量参与系数难以准确选择出结构弱轴方向的高阶振型.基于等效刚度参数识别法,本文提出了一种将有限元模型沿弱轴方向先简化为等效串联多自由度体系,然后根据简化结构的物理参数来计算弱轴方向振型矩阵的方法,有效地解决了这一问题.以某超高层结构为例,根据计算得到的系统振型矩阵,首先由其转置的列主元QR分解得到传感器的初始布置方案,然后以模态置信度(MAC)矩阵的最大非对角元为目标函数,采用逐步累积算法逐步增加可降低此初始布置MAC非对角元的结构自由度,并考虑经济性因素,最终确定出了传感器的布置方案.
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2.
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声矢量圆阵相位模态域目标方位估计
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杨德森 朱中锐 时胜国 莫世奇《声学学报》,2014年第1期
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为了实现矢量传感器在圆阵阵型下的应用,文中提出了一种适合于声矢量圆阵的目标方位估计算法。该算法首先将声矢量圆阵阵元域信号分解为一系列相互正交的相位模态,在相位模态域构造声压和质点振速的互协方差矩阵,然后进行MUSIC方位估计.理论分析和仿真结果表明,文中算法比相同阵型的声压阵MUSIC方位估计算法具有更好的噪声抑制能力、方位估计性能以及多目标分辨能力,试验结果也表明本文算法具有更好的噪声抑制能力以及更好的目标方位估计性能。该算法实现了声压和质点振速的相干处理,充分利用了声矢量传感器的平均声强抗噪原理,具有较强的抗各向同性噪声能力,并可以将子空间类DOA(Direction of Arrival)估计算法和相位模态域阵列信号处理技术有机结合起来,实现了声矢量传感器在圆阵阵型条件下的高分辨DOA估计。
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3.
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基于改进遗传算法主动柔性结构压电元件位置优化 被引次数：2
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高瑞贞 张京军 郑骥 王二成《计算力学学报》,2008年第25卷第4期
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基于改进的遗传算法提出了一种解决多压电片布置在柔性结构上以实现振动主动控制的有效方法.本文采用D优化设计准则,即把Fisher信息矩阵行列式最大值作为目标函数的一种优化方法.通过对结构模态振型和动力特性的研究,使用一种简单的方法将所选择的低阶模态振型转化为归一化形式,最后通过结构模态振型可确定压电片最优位置.为了达到更好的振动控制效果,压电片布置在结构模态应变最大位置处.当在结构不同位置上布置压电片时,结构各阶模态振型也将随之发生不同程度的变化.本文建立了ANSYS软件和遗传算法的接口来实现对结构的模态重分析,从而提取各阶模态振型.
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4.
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基于自适应交互多模滤波的SCNS/RSINS紧组合对准方法
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周凌峰 董燕琴 赵汪洋 赵小明 屈原津 侯志宁《中国惯性技术学报》,2016年第4期
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为了提高船用单轴旋转捷联惯性导航系统(RSINS)初始对准的精度和快速性,针对传统的EKF滤波线性化误差和单传感器精度不高的问题,设计了一种基于自适应交互多模(AIMM)算法的SCNS/RSINS紧组合对准方法.该算法将自适应滤波器与交互多模型相结合,利用了两个合理构建状态模型和量测模型的平行滤波来实现对实际模态的覆盖:滤波1应用姿态四元数算法建立了状态方程的模型,量测量为RSINS与SCNS之间的姿态四元数误差;滤波2的根据SCNS/RSINS的误差特性构建了状态方程模型,量测量为RSINS与SCNS位置和航向误差,然后应用自适应IMM算法将两个平行滤波的估计值进行数据融合.在某种程度上,因状态噪声和量测噪声的不确定性,EKF的性能会被降低,而通过模型转换机制,IMM可用于选择一个合理的模型自动计算器来自适应地调整对准过程中噪声的协方差矩阵,因此该算法可以有效地解决SCNS/RSINS组合导航系统的初始对准问题.仿真结果表明:与EKF算法相比,基于自适应IMM算法的SCNS/RSINS组合对准方法的估计精度和对准快速能力都得到了改善,其中对方位陀螺漂移的估计时间缩短了至少40％.
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5.
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圆柱壳体瞬态辐射噪声评估算法
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李琳玉 徐荣武 崔立林《应用声学》,2017年第36卷第4期
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通过自身传感器实测振动数据快速评估瞬态辐射噪声，对及时排除故障，保持水下目标隐蔽性具有重要的意义。本文提出一种基于加速度阵列测试数据的圆柱壳体瞬态辐射声场的工程估算方法：借鉴工况传递分析的思路，分析求解瞬态振-声传递率矩阵，将瞬态激励壳体振动的测量数据代入，就可以估算壳体辐射声压级。在振-声传递率求解的过程中引入截断奇异值分解法，改善求逆时的病态矩阵，减少测试中背景干扰带来的估计误差。试验结果证实，该方法可以用来快速评估空气中敲击圆柱壳体所产生的瞬态辐射噪声，大部分频段噪声级估计误差在3 dB以内。本方法可望提供快速估计圆柱形壳体振动水下辐射噪声级借鉴和参考。
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6.
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结构健康监测系统中传感器优化布置组合算法
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路玲玲 王曦 黄晨光《力学与实践》,2012年第34卷第1期
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在对结构健康监测中的传感器优化布置方法进行调研和总结的基础上,针对薄板、壳结构开展传感器优化布置的研究.提出了一种有效的传感器优化布置组合算法,由模态动能法、模态保证准则、遗传算法组合而成.该方法所得的传感器位置主要位于动态响应比较大区域,有利于提高信噪比;同时能够有效地保证模态振型的独立性,可以较完整地获得结构模态信息.针对这种组合算法的有效性采用简易机翼模型从数值计算和实验两方面进行了验证.
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7.
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模型不确定压电柔性结构的多目标振动控制 被引次数：1
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徐亚兰 陈建军 王小兵《应用力学学报》,2006年第23卷第3期
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以压电柔性结构为对象,考虑其被控模态参数的不确定性和因剔除残余模态所引起的动态不确定性,建立了结构的不确定线性分式模型;根据不确定模型设计了一个对结构进行振动控制的动态输出反馈控制器,使闭环系统满足鲁棒稳定、扰动抑制、极点配置约束及控制输入约束等性能要求;并利用线性矩阵不等式,将具有多个性能要求的振动控制问题转化为具有线性矩阵不等式约束和线性目标函数的凸优化问题。最后以简支压电柔性梁为例,设计了一个融合多性能指标的动态输出反馈非同位控制器,并给出了仿真结果。
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8.
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多雷达系统数据融合与航迹预测
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吴显亮 官慧峰 尹良泽《数学的实践与认识》,2010年第40卷第15期
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为了便于准确定位传感器网络,分布式的单雷达系统首先进行各自的数据处理,包括:地理坐标换算至平面直角坐标;剔除孤立的异常点迹;采用模糊c-均值聚类方法和"动态分区",将单雷达数据中属于同目标的相似点迹归类集合;根据雷达观测和目标运动的特征,在每个点迹集合中设计门限滤波和相关矩阵检验,提取完整连续的目标运动的航迹;结合各航迹特征进行种类分析.接下来对属于不同雷达的航迹两两比较,找出有相交时间段的航迹,采用三次样条对两条航迹的进行内插和外推,再通过模糊综合函数对这两条航迹给出一个相似性度量,并取阈值为0.85.最后得出雷达间各航迹匹配关系.通过该雷达所观测到的航迹的稳定程度来近似估计其观察精度.首先对每一条航迹进行分段拟合得到其剩余方差,然后直接用每一条航迹的剩余方差来衡量雷达的观察精度,最后我们得出雷达的精度排序2910>7728,7724>2537>2025>2539.对航迹融合,我们首先采用D-S证据理论并利用分析得到的雷达精度,对表示同一目标的航迹对进行融合.其次试图运用卡尔曼滤波对航迹进行融合:思路一是设法离线估计出噪声矩阵,得出系统噪声方差矩阵和观测噪声方差矩阵,从而用于标准卡尔曼滤波方程;思路二是探究较为实用的自适应滤波,兼顾Sage-Husa自适应滤波算法的高精度与强跟踪自适应滤波算法的可靠性,采用了一种混合算法给出收敛的估计.最终给出了雷达7728和2910的融合算例以及10秒钟的预测轨迹.最后,我们将导弹拦截飞机建模为三维的追逃问题,建立了运动学关系方程,最终归结为最小能量导引律问题.采用"模糊T-S线性模型"以及RH控制方法和伴随技术,在目标作对抗性机动条件下,获得了一个有效拦截的导引律.还对多雷达系统平均处理周期、数据融合系统的航迹处理周期进行了分析,对雷达网络实时性做了评价.
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9.
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基于经验模态分解的物体入水声检测及测向研究 被引次数：2
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李关防 赵安邦 惠俊英 王逸林《声学学报》,2008年第33卷第6期
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物体入水声是一种瞬态信号,其波形由击水声和若干气泡脉动组成.传统的欠量信号处理方法对此类瞬态信号的枪测和测向会出现困难,尤其是在信噪比较低时检测不到入水声信号.经验模态分解是一种突出信号局部瞬态特性的非线性分析方法,将矢量传感器接收的声压、振速信息分解为不同的固有模态函数,利用文中提出的模态声强器的方位估计算法,可以实现瞬态信号的检测和测向.湖试和海试结果表明该方法能把本地干扰和入水声分解到不同的模态函数中,利用模态声强器可以在本地强干扰下有效检测到入水声信号出现的时间,并可以实现测向.
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10.
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一种求解弹性接触问题的缩减二次规划方法
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邵松标 刚宪约 李双 柴山《力学与实践》,2014年第5期
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基于势能原理以节点位移为设计变量、以接触条件为约束方程构建了无摩擦弹性接触问题的二次规划数学模型,在此基础之上利用力平衡线性约束方程的特解和由基础解向量构成的奇异模态矩阵,提出一种新的基于奇异坐标变换的自由度缩减方法,大大降低了二次规划的规模,并使得二次规划模型不再含显性等式约束;根据弹性接触力学体系的特点,通过人为假定接触自由度位移模式,提出了一种简单高效的奇异模态矩阵的计算方法.通过两圆柱接触、轴孔间隙配合接触两个数值算例的对比分析,验证了对于弹性接触问题的求解,缩减二次规划方法有效克服了传统方法计算量大、对求解参数设置敏感、收敛困难的问题.
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11.
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插入式永磁低速同步电机非奇异终端滑模观测器设计 被引次数：4
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袁雷 沈建清 肖飞 陈明亮《物理学报》,2013年第62卷第3期
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提出一种以d-q同步旋转坐标系下, 电流为观测对象的插入式永磁同步电机的非奇异高阶终端滑模观测器, 用来获得高性能矢量控制系统所必需的电机转子位置及速度信息. 采用非奇异终端滑模控制, 提高了观测器的动态响应速度及鲁棒性, 利用高阶滑模控制技术的特性, 有效地抑制了传统滑模控制的抖振现象. 同时给出了转速环及电流环调节器的参数设计方法, 转速环调节器采用积分反馈算法, 电流环调节器使用前馈解耦内模控制技术 ,参数在线调整简单. 将该算法应用到2 MW永磁同步低速电机无传感器控制系统中, 实验结果表明, 该方法能够准确计算出电机的位置和速度, 使系统具有良好的稳态精度和动态性能.
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12.
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有限元模型修正问题的不精确最速下降迭代解
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叶明《应用数学学报》,2009年第32卷第5期
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在结构动力分析中,往往需利用结构振动测试所得的实际测量数据(如振动频率和振型),对结构分析模型进行最优修正,使之更能合理反映结构的实际性能,其实质即为计算数学中的特征值反问题.本文考虑有阻尼结构振动中的-类反问题,用一组不完备的模态测量数据修正系统质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵,通过等价正交投影思想将原问题转化成-个闭凸锥上的正交投影问题,构造-个不精确最速下降迭代法求解,并讨论了收敛性.算例表明算法是有效的.
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13.
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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 被引次数：1
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张强 吴庆鸣 张志强《计算力学学报》,2010年第27卷第2期
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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。
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14.
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近海圆柱形贮液罐的振动特性
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朱永谊 翁智远《应用数学和力学》,1992年第13卷第1期
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本文主要研究近海圆柱形贮液罐振动特性,这是个典型液-壳相互作用体系的研究课题.文中提出的解析法,将液、壳轴向模态位移用同一完备正交级数表示,使液、壳振型解耦合.同时将液、壳振型函数分解为一个一致收敛级数和另一线性多项式,解决了振型级数的收敛性和可微性.这样就得到对应于不同液深、任意边界条件、受约束的近海贮液罐的耦合固有频率的精确值和相应振型分布.
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15.
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漂浮基柔性空间机器人的鲁棒控制及振动抑制
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谢立敏 陈力《力学学报》,2012年第44卷第6期
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讨论了漂浮基柔性空间机器人系统的动力学建模、运动控制算法设计以及关节、臂双重柔性振动的分级主动抑制问题.利用系统动量、动量矩守恒关系和拉格朗日-假设模态法对系统进行动力学分析,建立系统动力学方程.基于奇异摄动法,将系统分解为表示系统刚性运动部分的慢变子系统,表示由柔性臂引起的系统柔性运动部分的快变子系统1和表示由柔性关节引起的系统柔性运动部分的快变子系统2.针对慢变子系统提出一种鲁棒控制方法来补偿系统参数的不确定性和柔性关节引起的转动误差,实现系统期望运动轨迹的渐近跟踪:针对快变子系统1采用线性二次型最优控制器来抑制由柔性臂引起的系统柔性振动;针对快变子系统2设计了基于机械臂和电机转子的转角速度差值的反馈控制器来抑制由柔性关节引起的系统柔性振动.因此,系统的总控制律为以上3个子系统控制律的综合.最后通过仿真实验证明了所提出的混合控制方法的有效性.
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网壳结构健康监测中的传感器优化布置
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孙小猛 冯新 周晶《计算力学学报》,2010年第27卷第3期
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针对网壳结构健康监测提出了一种以损伤可识别性与模态可观测性相协调为目标的传感器优化布置的方法.由于模态数目的选取对基于损伤灵敏度分析的传感器优化布置有很大的影响,因此本文建立了一种同时包含模态独立性信息和损伤灵敏度信息的Fisher信息矩阵,并选取合适的模态数目,然后发展了一种以信息矩阵最大和条件数最小为准则的多目标优化算法.空间网壳数值算例表明,本文提出的传感器优化方法能简单、有效地为空间结构传感器优化布置提供可行方案.
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智能结构的结构/控制综合设计中矩阵的混合优选法 被引次数：3
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殷学纲 王波 向志海 黄尚廉《固体力学学报》,2002年第23卷第4期
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以独立模态空间控制的权矩阵元素为设计变量,根据求解结构／控制综合设计的多目标优化问题的Preto优化解的约束方法，建立了以ARE的解矩阵的迹为目标函数，以满足闭环系统之渐进稳定条件为约束的多目标优化模型。然后根据此权矩阵的优化解构造出耦合模态空间控制的权矩阵。由此可以使控制系统用较少的执行器对结构的多个模态进行控制并使被控系统满足给定的稳定条件与性能限制而且使性能极小化。对两个机敏柔性梁的计算机模拟结果验证了这一方法的有效性。
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基于红外/毫米波双模融合的目标识别方法 被引次数：2
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陈锐 刘小英 刘德明 陈琛《光学与光电技术》,2006年第4卷第4期
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在数据融合的基础上,以红外/毫米波双模传感器的智能融合结构为模型,将模糊神经网络与D-S证据理论相结合,提出了一种新的目标识别方法.该算法根据红外/毫米波传感器的性能及工作范围,构造模糊变量作为神经网络的输入,根据神经网络的不同输出判别目标的真伪,并利用D-S证据理论进行目标身份识别.仿真结果证明了该算法的可行性.
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基于SVD的本征正交分解算法在偏微分方程中的降阶数值模式研究
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曹艳华 张静静《应用数学》,2018年第2期
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本文分别论述全矩阵、距平矩阵以及归一化矩阵的奇异正交分解(Singular Value Decomposition,简称SVD)算法的理论基础,推导了任意矩阵的SVD分解过程并且在任意矩阵SVD分解的基础上,给出两种本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition,简称POD)算法,将POD算法与Galerkin投影相结合可以将偏微分方程的高维或者无穷维解投影到POD模态构成的完备空间中进行降阶模拟,进而得到高度近似的低维解,比较用不同阶POD模态降阶前后解的稳定性及精确性.最后给出数值算例分析两种本征正交分解算法的优劣性及适用性.
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20.
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基于特征正交分解的非定常气动力建模技术 被引次数：1
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姚伟刚 徐敏 叶茂《力学学报》,2010年第42卷第4期
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采用特征正交分解(proper orthogonal decomposition, POD)方法,建立了基于状态空间的非定常气动力降阶模型,并耦合结构方程,建立了降阶的气动弹性系统,开展了颤振分析的初步研究,计算效率提高了2～3个数量级.具体过程是:首先获取全阶系统的频域快照构成关联矩阵,通过对关联矩阵进行奇异值分解提取流场模态(或流场基),对低能量模态截断形成降阶子空间,并将其映射到全阶系统,从而形成基于状态空间的降阶非定常气动力模型.对气动弹性标模AGARD445.6进行算例验证,证明了降阶方法正确,可以提供高效、高精度的气动弹性分析.
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