重频模态可控可观性的度量与主模态概念

本文研究重频模态的可控性和可观性的定量度虽以及不变子空间的可控性结构和可观性结构问题，提出了一种利用奇异值来度量重频模态可控性和可观性的方法，同时提出了如何获得一组新的重频模态向量，使得在这组模态坐标下，子空间的可控性结构或可观性结构有更加明了的表达．     

密频系统的反馈控制

研究了如何将结构重频系统设计中的反馈控制律用到含有密频子结构的系统上去，主要解决了如何估计将重频系统控制律用到相应的密频系统对闭环系统的（指数）衰减律的影响，原系统的结构参数有少量变化后的新系统以及原系统是不可控的密频系统的情形．理论和数值算例表明，只要对重频系统设计的反馈律作正确的坐标变换，应用到上述三种情形时，其闭环系统的衰减律的误差只有相应频率分散度的一阶小量     

智能结构密频系统振动控制及其摄动分析

提出一种智能结构密频控制规律的设计方法。其主要工作为：将密频子空间转化为重频子空间,把密频系统作为重频系统上的摄动;为了解决重频密频子空间相对应的特征向量选取的敏感性问题,通过摄动分析得到与重频密频子空间相对应特征向量的线性组合并利用闭环系统特征值极点配置的方法得到重频密频系统的振动规律;把所设计的振动控制规律作用于原系统和摄动系统上,讨论了结构参数改变后对系统的动态特性的影响;最后通过算例证明该方法的有效性。     

密频模态滤波器的实现及其在智能结构中的应用

针对空间智能桁架密频结构,提出了一种适应性较好的模态滤波器的实现方法,基于模态滤波器和分时共享充分利用作动器的思想,采用独立模态空间控制方法,实现了空间智能桁架结构的振动主动控制。仿真结构表明了这种控制策略的有效性。     

系统移频动柔度式与特征向量导数

本文针对作者对过去建立的两种动柔度混合幂级数用于自由结构的很多特征向量导数计算时,求解待定矩阵Ａ０,Ａ１．．．的支配方程的系数阵为奇异刚度阵Ｋ。为求解这些方程必须补充若干独立方程,这便导致Ｋ阵之带状特点的破坏。为此,本文利用“移频”建立了一种系统移频动柔度式,其中Ａ０,Ａ１．．．的支配方程之系数阵为移频刚度阵Ｋ＾＊,它总是非奇异的,可它却具有原Ｋ阵的带状特征。这样,本文移频动柔度法的计算效率便明显     

密频系统振动控制的状态估计

首先在研究了重频系统中状态可观察的必要条件基础上,给出了设计重频系统状态估计器的方法,使得状态估计的误差能以事先指定的速率衰减。随后给出两种方法将上述重频系统的估计器用到密频系统上去：一种是直接用重频系统估计器来估计密频系统状态,另一种是用按重频系统设计得到的估计矩阵构造密频系统的观察器,并分析由此引起的误差。分析表明,第一种方法简单易行,并且在频率分散度比较小时可以得到理想的结果;第二方法的精度较高,其误差与状态变量本身无直接关系。数值例子表明,用提出的状态估计器,并按相应的状态控制器,可以使密频系统的振动按事先给定的衰减程度趋向于零。     

结构模态参数的子空间辨识方法

子空间状态空间系统辨识(4SID)方法是近年来出现的一种用于辨识线性振动系统动态特性的时域技术.它直接由输入/输出数据矩阵序列,通过基本的代数运算求取系统模型.本文概要地介绍了子空间系统辨识方法及其运算步骤,并应用该方法对一已知模态参数的桁架结构进行了仿真计算,得到了准确的辨识结果.     

识别时变结构模态参数的改进子空间方法

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。     

柔性结构控制矩阵的最佳配置

本文从子空间可控度的概念出发，研究了两类控制矩阵的最佳配置问题：第一类称为极值问题，也就是如何选择控制矩阵的参数，使得结构在最“坏”的干扰下，具有最佳的控制效果；第二类称为均值问题，即在初始干扰分布的统计特性已知条件下，通过控制器的配置使控制效果在统计意义下是最佳的     

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

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。     

亏损系统振动模态的可控可观性

利用奇异值分解方法来讨论系统广义模态的可控可观性的量度问题,得到了亏损系统广义模态可控可观性的量度指标,同时用实例说明了本文方法是有效的。     

Exact Controllability of a Koiter Shell by a Boundary Action

We consider a thin shell whose elastic deformations are described by the system of Koiter linear partial differential equations. The shell is controlled by functions acting along its boundary. We show, using the HUM method (Hilbert Uniqueness Method) of J.L. Lions, that when the middle surface of the shell satisfies specific geometrical assumptions, it is possible to obtain exact controllability which consists in driving the system to rest in finite time. In particular we identify the function spaces where the initial Cauchy data (initial displacement and velocity fields) have to be taken and the function space where the control can be chosen in order to get the exact controllability. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

有旋转自由度的高精度四边形单元

从具有三次位移模式的平面等参元出发 ,通过对单元自由度进行线性变换并引入连续介质力学中关于旋转度的定义 ,构造出角结点有旋转自由度的高精度四边形单元。该单元与平面等参元有相同的单元特征及精度     

密集模态挠性结构模型多变量频域辨识和控制

密集模态挠性结构的模态不仅阻尼小而且耦合程度高,给模型辨识带来了很大困难.频域辨识是获取空间挠性结构模型的一个有效方法,但是目前频域辨识要么模型结构定义有缺陷,要么是集中在单变量情形,不适合作大型空间挠性结构多变量模型的辨识.本文提出了多变量极大似然频域辨识,给出了其模型结构定义、算法推导及实现,并将其应用于H型密集模态挠性板的模型辨识,根据辨识结果,设计主动控制律,实现了对密集模态挠性板振动的有效抑制,表明了辨识算法及主动控制的可行性.     

MSINS/GPS全组合系统可观测性分析

卡尔曼滤波是组合导航系统处理数据最常用的算法。首先给出PWCS可观测性定理,然后在G矩阵选星算法的基础上,设计了基于伪距/伪距率的MSINS/GPS紧耦合系统(TCS)的卡尔曼滤波器,在上述量测方程中加入基于GPS载波相位观测量的姿态测量方程,给出了有姿态测量信息的全组合系统(CIS)。最后证明了CIS满足PWCS定理条件,即可以用离散系统的选择可观测性矩阵(SOM)代替相应的连续系统的总可观测性矩阵(TOM)对系统进行可观测性和可观测度的分析。利用奇异值分解(SVD)理论给出了不同可见卫星数时CIS的可观测性分析结果。与不加入姿态观测信息的MSINS/GPS的TCS比较,计算结果表明CIS比TCS具有更好的可观测性和可观测度。     

实现电子闭环控制的非线性动力学系统的周期解

本文对具有自动频率跟踪和反馈稳幅功能的电磁振动机械进行了研究.对实现电子闭环控制的一个半自由度非线性动力学系统(见图1)建立了一个三维机、电振动微分方程纽。应用中心流形定理和Normal Form定理对这类具有自激振动性质的方程组求得第一次近似解.又以GZJ—4型机为例,计算了定常解的稳定域,并给出定常解同电磁铁激磁电压之间的关系.对设计和调试这类产品有指导意义.     

随机连续梁弯曲振动系统的频率可靠性分析

根据随机连续梁弯曲振动系统的固有频率与激振频率差的绝对值不超过规定值的关系准则,定义了随机连续梁弯曲振动系统的可靠性模式和系统的可靠度,提出了避免共振的频率可靠性分析方法,对随机连续系统共振问题的准失效分析方法进行了探索。     

Stress-Strain Analysis of Orthotropic Closed and Open Noncircular Cylindrical Shells

The paper proposes an approach to the stress-strain analysis of orthotropic open and closed cylindrical shells of variable thickness and noncircular cross section under various loading and boundary conditions. As an example, the circumferential distribution of deflection and tangential force in shells with elliptic cross section is analyzed for some cases of orthotropy __________ Translated from Prikladnaya Mekhanika, Vol. 41, No. 7, pp. 83–92, July 2005.     

桥墩复合基频近似算法

在瑞利法和Southwell频率合成法的基础上导出了桥墩复合振动基频的计算公式,将基频表示成各惯性元和复原元所组成子系统的频率合成。然后用有限元建模来验证该方法,并分析了不同基础约束刚度和墩顶附加质量对桥墩基频的影响。计算结果表明本文导出的公式与有限元计算结果很接近。该方法适用于各种基础类型的桥墩和高耸结构基频的估算。     

直升机旋翼与机身耦合固有频率分析

在分析直升机旋翼挥舞，扭摆，变距运动基础上，应用多体系统动力学建模法建立直升机旋翼与机身耦合的动力学方程。在直升机稳定飞行状态下，对其动力学方程中描述直升机机身刚体运动的参数和旋翼刚体运动的参数进行泰勒展开，做线性化处理，导出直升机旋翼与机身耦合线性化动力学方程，然后计算系统的固有频率。分析计算了一个直升机样机的固有频率，算例表明机身的弹性变形对系统的固有特性有一定的影响。