基于模糊聚类的铣削刀具磨损状态识别研究

依据刀具磨损主轴振动加速度信号所建立的自回归模型,提取了12个反映刀具磨损状态的特征参数,提出用模糊聚类模式识别铣削刀具磨损状态.试验结果表明:建立的刀具振动加速度时间序列信号自回归模型所提取的模型参数估计特征量,含有丰富的刀具磨损运行状态信息.在此基础上,利用模糊聚类分析相似尺度来衡量事物之间的亲疏程度,并以此来实现分类.研究结果表明:基于时间序列分析与模糊聚类分析相结合的刀具磨损状态识别方法,能有效识别铣削刀具磨损运行状态,选取置信水平λ=(0.65～0.79)时所得到的刀具磨损运行状态的识别结果更为准确;采用不同的相似系数计算方法所求得的模糊相似矩阵、自回归系数的阶数、置信水平λ的取值范围不同,识别正确率有所不同.     

含模糊参数的随机振动

本文在抗震结构模糊随机振动的研究基础上,进一步研究含模糊参数的随机振动分析方法,为了较好地描述具有模糊性的随机干扰,首先在Zadeh定义的模糊变量的基础上,定义了含模糊参数的随机变量和含模糊参数的随机过程,并讨论了它们的概率分布和数字特征;然后将模糊随机干扰模拟为含模糊参数的随机过程,提出了在这种模糊随机干扰下振动体系的模糊随机反应分析的基本方法和数值方法;最后对于抗震结构的模糊随机振动给出了具体的分析和算例     

特征值反问题与振动物理参数识别

振动系统物理参数识别在工程中具有重要的实际意义。本文把矩阵特征值反问题与振动物理参数识别相联系,提出了一种识别振动系统物理参数的新方法,即先实测两种不同约束条件下的固有频率,再解特征值反问题,从而确定系统的物理参数。对于不同的具体问题,提出了四种识别办法,并进行了数值摸拟。对扭转振动系统和结构振动系统进行了实际试验识别,结果表明,本文提出的方法对于振动系统的物理参数识别是有效的,可供工程实际应用。     

利用模糊神经网络进行砂土液化势评判

利用模糊信息分析表达知识和人工神经网络在映射能力方面的优势, 选取应力比、震级、地面运动最大加速度、标贯击数、地下水位作为评价参数指标, 构造砂土液化势识别的模糊神经网络模型。验证和应用结果表明, 模糊神经网络模型可提供更高的映射能力, 是砂土液化势评价预测的有效手段。     

压电复合材料层合梁非线性模糊滤波振动控制

在振动主动前馈控制中通常采用的自适应滤波-XLMS算法只限定于线性主动控制问题.由于在振动主动控制中各种非线性因素的存在,使得非线性控制方法成为必需.本文利用模糊逻辑系统能够逼近任何非线性系统的特性,提出了一种非线性模糊滤波振动控制方法,解决了由于传感通道的非线性使得参考信号与外扰间呈非线性函数关系的主动控制问题.针对具有压电作动器的复合材料层合梁进行了振动主动控制的数值仿真计算,结果表明该非线性模糊自适应控制方法优于线性滤波-XLMS方法.     

转子轴承系统振动响应谱的仿真研究

在转子轴承系统振动信号处理中,针对平稳信号的传统傅里叶变换精度较低、快变启动过程的非平稳信号频谱分析方法较复杂的问题,本文仿真构造了两类响应信号。通过对比给定信号参数与信号识别参数的误差研究了几种谱分析方法或过程的简便性和准确性。对转子系统振动平稳信号离散频谱分析时存在的误差进行了定量分析,利用比例插值法对误差进行校正,开发了高精度谱分析测试软件;分析了转子轴承系统快变过程非平稳振动信号的特征,探索了一种将t时空域非平稳信号转变为tn时空间域平稳信号的办法或过程,然后结合比例插值校正法对其进行频谱分析,再返回到t时空域获得某时刻的谱特征参数;构造了转子系统振动仿真信号检验了上述过程的准确性。研究结果表明:比例插值法提取的谱特征数据近乎与仿真信号设定值相等;针对本文构造的快变过程非平稳仿真信号,利用本文给出的谱分析过程产生的频率误差最大值为0.47%,幅值误差最大值为0.2%。本文的仿真研究为提出和考证新的谱分析方法提供了手段。     

某型飞机客舱地板振源识别与分析

飞机在飞行过程中常受到复杂的外载激励,这会引起客舱地板的较大振动。为了满足现代飞机的舒适性要求,应采取相应减振措施,其首要任务就是进行振源识别。本文重点针对某型飞机实际航线的振动加速度数据,分别结合时域分析、时频分析及频域相干性分析等,综合研究了飞机客舱地板与起落架舱上方气密地板、起落架舱后端框及发动机等部位测点振动加速度的频谱特性,通过多重对比分析,明确了客舱地板的振动加速度呈宽频叠加窄带的分布,识别出气密地板是引起该型飞行客舱地板振动较大的最主要振源,为研究其振动较大的原因提供了一套高效的分析方法。     

地震作用下高层建筑结构的分散模糊迭代学习控制研究

针对地震作用下高层建筑结构的模糊半主动振动控制方法进行研究，引入分散控制的策略，将模糊逻辑理论与迭代学习控制算法原理相结合，提出分散模糊迭代学习控制DFILC（Decentralized Fuzzy Iterative Learnin gContr01）算法，并应用于高层结构地震反应振动控制中。对某20层钢结构Benchmark结构模型进行数值计算与分析，结果表明，采用分散控制策略的DFILC算法可以有效地抑制结构地震反应，相对于集中控制的单一失效分散控制系统的可靠性更强且数据实时处理效率大为提高；同时，模糊逻辑理论的运用解决了模型的不确定性和外扰的非线性。     

基于粗糙集模糊神经网络的爆破振动危害预测

为了探索一种能克服单因素预测的局限性、提高爆破振动危害预测精度的方法，基于粗糙集模糊神经网络理论，建立了综合考虑爆破振动幅值、主频率、主频率持续时间及结构动力特性等10个因素的民房破坏程度预测模型；用铜绿山矿爆破振动和民房破坏情况观测数据，对该模型进行了训练和测试，测试结果与现场观测结果具有良好的一致性。研究表明:粗糙集理论可将现场数据进行属性约简，简化输入变量，缩小神经网络的搜索空间，改善爆破振动的预测性能；基于粗糙集模糊神经网络理论的爆破振动危害预测模型，能更好地考虑各种因素对危害程度的综合影响，避免了单因素预测的局限性。     

随机激励下柔性智能梁结构振动的模糊自适应控制

对柔性智能梁结构提出了一种具有结构和参数学习能力的模糊神经网络控制方法,该法摒弃了常规的以BP算法来优化整个网络参数的作法,利用遗传算法对网络全局性参数进行离线优化,利用BP学习算法对网络局部性参数进行在线调节。以柔性智能悬臂梁为例,实现了对其在随机激励下的振动控制。仿真结果表明,模糊神经网络控制算法对智能结构的振动控制具有一定的鲁棒性和自适应性。     

洗衣机悬挂系统动态特性的实验研究

悬挂系统是全自动洗衣机最重要的部件之一，其动态特性直接影响整机的工作平稳性或鲁棒性。本文通过压电式加速度计拾取脱水工况下滚筒式洗衣机外筒上各测点的响应信号，运用DASP（Data Acquisition ＆ Signal Processing）信号采集分析处理系统，分别采用频域自互谱法和时域随机子空间法对其进行模态参数识别。结果表明，工作状态振动实验足以识别出该型号洗衣机所感兴趣的模态参数；其结果可以作为有限元模型修正的参考依据。     

基于功率谱的爆破地震能量分析方法

针对爆破振动频度-能量分布的定量分析问题，提出了一种基于功率谱的能量分析方法。功率谱密度表征了一定频率谐波分量能量的相对大小，以此为出发点，推导出可以表征爆破振动频度-能量分布的计算方法，结合工程实例的分析结果表明，利用该方法可以实现爆破振动频率构成的定量分析。同时将该方法与目前通用的小波变换能量分析方法作了比较，两者的原理是一致的，但基于功率谱的能量分析方法直接利用频谱分析完成从时域到频域的转化，因此分析过程简便，物理意义明确，更容易理解和掌握。     

FSDD运行模态参数识别方法中不确定性的计算

运行模态参数识别是一种只利用响应数据进行模态分析的方法。环境激励条件下获得的识别结果会存在随机不确定性，这种不确定程度可以通过模态参数的统计特性进行描述评价。以运行模态分析中的频域空间域分解方法（FSDD）为研究对象，通过对整个模态识别算法进行摄动分析，确定出模态参数对测量误差的灵敏度，实现了模态参数方差的计算。计算过程分为四步：第一步，响应信号功率谱矩阵中噪声方差的估计；第二步，增强功率谱方差的计算；第三步，极点协方差的计算；第四步，模态参数方差的计算。最后通过一个4自由度仿真算例与张家港桥梁实测算例对所给出的方法进行了验证与应用。     

摩擦振动信号谐波小波包特征提取

在销-盘摩擦磨损试验机上进行了船用柴油机缸套-活塞环摩擦配副摩擦磨损试验,应用谐波小波包变换分析了不同磨损状态下的摩擦振动信号.结果表明:谐波小波包变换可提取微弱的摩擦振动特征.当磨损机制为轻微的黏着磨损时,摩擦振动信号的频谱以边频为主,没有明显的固有频率,平均幅值小;当磨损机制以磨粒磨损为主时,摩擦振动信号的频谱出现较大峰值的固有频率,但仍存在大量的边频,平均幅值变大;当磨损机制以疲劳磨损为主时,摩擦振动信号频谱的固有频率更加明显,边频显著减弱,平均幅值最大.因此,谐波小波包变换可实现微弱摩擦振动信号的特征提取.     

结构裂纹故障振动检测的小波分析

针对结构微小缺陷振动无损检测中难以提取含故障信息信号的难点,以含有预制裂纹的微型汽车驱动桥试件为研究对象,探索了一种采用小波分析和现代谱估计技术,提取结构受瞬态激励作用下,反映裂纹信息的微小弹性波的实验室裂纹识别方法.试验结果表明,该方法能够较为有效地提高结构微小缺陷振动检测的信号精度.     

Novel method for research on exposure to nonlinear vibration transferred by suspension of vehicle

The paper presents novel method for research on exposure to nonlinear vibration of passenger car suspension as nonlinear dynamical system. Also paper provides a discussion on the results of studies addressing the impact exerted by damping properties of shock absorber on the vibrations being generated. The research was conducted on the car forced to vibration by the exciter machine with changeable frequency. The paper addresses results of analysis of application of one of the time-frequency representation techniques to the identification of structure of vibration. The obtained representation of the vibration allows determining time function of separate frequency bands, which represents the isolated vibration dynamics phenomena. Considering the variability of the time and frequency distribution of the vibration even in selected analysed bands, the time function was developed as exposure to vibration estimator. The recommended method makes use of function of exposure to vibration. The advantage of these method is possibilities of precise analysis of chosen frequency bands. The investigations conducted confirm considerable susceptibility to changes in the technical condition of shock absorber with regard to the assessment of human exposure to vibrations.     

基于贝叶斯方法的模态参数识别的不确定度分析

振动模态分析和模态参数识别是动态测试的一个重要研究方向。模态参数在模型的修正、响应的预测、系统的健康检测及控制等方面有着重要的作用。但动态测试的不确定度分析,尤其是模态参数的不确定度的研究还十分缺乏。本文主要基于贝叶斯方法,通过傅立叶变换(FFT)建立时域数据和频域数据之间的对应关系。根据共振频带内的多个模态的响应数据得到相对应的模态参数,优化得到模态参数的最佳估计值,评定模态参数识别的不确定度。在固支梁的模态实验中,加速度传感器采集环境激励中的振动数据,运用贝叶斯法进行处理得到模态参数的最佳估计值。在此基础上,通过模态参数的最佳估计值,以及仪器的检定报告数据,结合合成不确度分析方法,系统分析了模态参数识别的不确定度。     

旋转圆板振动的热力控制

本文研究发现,热力对旋转圆盘动力特性有明显影响.可将此特征应用于旋转圆盘振动的热力自适应控制.仿真和试验均表明,这种控制方法对一些结构振动控制将是一种有效的方法.     

模式自适应连续小波去除趋势项方法在爆破振动信号分析中的应用

为了更精确提取爆破振动信号峰值速度、能量等重要特征，必须对爆破振动加速度信号时域积分中的趋势项予以去除。通过对实测爆破振动加速度信号进行梯形数值积分，提出以时域积分后的爆破振动速度信号来构造模式自适应小波基的方法，并用此方法去除时域积分后爆破振动速度信号中的趋势项，然后对去除趋势项后的爆破振动速度信号进行能量特征分析。结果表明:模式自适应连续小波法成功去除了时域积分后爆破振动速度信号中的趋势项；与建立在传统Fourier变换基础上的频谱分析相比，小波变换的能量分析具有更精细的频率分辨率，更适合于对频率分辨率要求更高的爆破振动信号进行分析；各频率区间范围划分越宽，爆破振动加速度信号与速度信号各频率区间内能量分布的相关程度越高，反之，相关程度越低。     

不同剪切率来流作用下柔性圆柱涡激振动数值模拟

采用浸入边界法对细长柔性圆柱在线性剪切流条件下的涡激振动进行三维数值模拟。细长柔性圆柱振动采用三维索模型模拟,其两端铰接,质量比为6,长细比为50,无量纲顶张力为496。来流为线性剪切流,剪切率从0到0.024变化,最大雷诺数为250。研究发现:剪切流作用下柔性立管横流向振动表现为驻波模式,而顺流向振动表现为行波-驻波混合模式。随着剪切率增大,振动频谱呈现多频响应,振动能量逐渐向低频转移。阻力系数平均值随着展向变化,脉动阻力系数和升力系数的均方根值均表现为“双峰”模式。流固能量传递系数沿立管轴向的分布表明,振动激励区集中于高流速区,而振动阻尼区多位于低流速区。剪切率较小时,圆柱的泻涡为平行交叉模式;剪切率较大时,圆柱的泻涡为倾斜泻涡模式,且由于泻涡频率沿立管轴向变化,尾流发生涡裂现象,形成泻涡频率不同的胞格结构。