三轴向振动台动力学参数识别与建模

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1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringDynamicPropertiesIdentificationandModelingofa3-axisShakingTableAThesisinEngineeringMechanicsbyChenYingAdvisedbyProf.ChenHuaihaiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringM

2、arch,2012承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要本文以三轴电动振动台的动力学参数识别和仿真建模为主要研究内容，主要目的是为结构振动试验仿真、虚拟试验和复杂工况下的试验

3、结果预示提供基础。首先，论文阐述了电动振动台的构造和工作原理，重点分析了振动台在定电流下和定电压下的幅频特性，以及电动力、振幅、频率和失真，列举了评价电动振动台优劣的主要性能参数，并介绍了多轴振动台的构成及其关键技术和性能参数。然后，详细介绍和推导了几种基于结构实测频响数据进行模态参数和物理参数识别的方法。其中，模态参数识别方法包括，正交多项式拟合法、最小二乘迭代法和向量拟合法；物理参数识别方法有频响函数直接法和频响函数拟合法。通过一个三自由度系统的模拟算例检验了模态参数识别方法的可行性。结果表明正交多项式拟合法和向量拟合法具有很高的精度和可靠性，而最小二乘迭代法会因算法本身的缺陷引入很大

4、的误差。通过一个二自由度系统的模拟算例证明了两种物理参数识别方法的可靠性。最后，通过振动测试试验，测得一台小型三轴向振动台的频响数据。根据该振动台各轴向的频响曲线，简要分析了它的工作特性。运用之前介绍的识别算法对其进行了动力学参数识别，包括x轴向和y轴向的模态参数和物理参数，以及z轴向台面的固有频率和振型。基于识别的物理参数，建立了该振动台在x轴向和y轴向的动力学模型，并通过进一步的试验验证了该模型可靠性。关键词：电动振动台，模态参数识别，物理参数识别，三轴向振动台，振动测试试验，建模。本文工作得到国家自然科学基金（资助号：10972104）项目的资助。本文工作在机械结构力学及控制国家重点

5、实验室完成。I三轴向振动台动力学参数识别与建模ABSTRACTThisthesisfocusesonthedynamicpropertiesidentificationandmodelingofa3-axiselectro-dynamicshakingtable.Theworkofthethesisisthebasisforsimulationofstructuralvibrationtest,virtualexperimentandpredictionofexperimentresultsundercomplicatedworkingcondition.Firstly,theoperat

6、ionalprincipleofelectro-dynamicshakersandthefunctionsoftheircomponentsaresetforth.Thekeyperformancecharacteristicsoftheshakersareanalyzed,includingthrust,displacementamplitude,workingfrequencyandwaveformdistortion,especiallytheamplitude-frequencycharacteristicsunderconstantcurrentandconstantvoltag

7、e.Theprincipalperformanceparametersthatcanbeusedtojudgethecapabilityofashakerarelisted.Themulti-axialshakingtablesarealsointroduced,involvingitsstructuresandspecifications.Secondly,somemethodsformodalidentificati