动载荷在线识别方法研究

《动载荷在线识别方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：TB123论文编号：102870118-S054学科分类号：080104硕士学位论文动载荷在线识别方法研究研究生姓名梁忠仔学科、专业工程力学研究方向动载荷识别指导教师姜金辉副教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringResearchontheMethodofOnlineIdentificationofDyna

2、micLoadAThesisinEngineeringMechanicsbyLiangZhongziAdvisedbyAssociateProf.JiangJinhuiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的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

3、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：2018年3月31日南京航空航天大学硕士学位论文摘要动载荷识别属于结构动力学的第二类逆问题，动载荷的在线识别是动载荷识别中前沿问题之一，具有较高的难度和广阔的应用前景。本文开展结构动载荷的在线识别的基础研究，将卡尔曼滤波算法应用于动载荷在线识别，并利用LabVI

4、EW软件编制软件程序，通过了仿真和试验验证。卡尔曼滤波方法具有递归性和实时性，为动载荷的在线识别提供了可能。本文先是详细推导了基于卡尔曼滤波的动载荷在线识别理论，采用加权最小二乘法确定载荷加权矩阵来识别激励，利用最小方差无偏估计确定卡尔曼滤波增益，通过时间更新、载荷更新和测量更新构建了动载荷的在线识别理论。然后研究其在多自由度和无限自由度系统中所对应的动载荷在线识别方法，通过数值仿真全面分析了在线识别方法在五种不同载荷激励下的动载荷识别特性，并研究了五种不同误差对识别结果的影响，以及不同观测点、不同模态截断阶数

5、对载荷识别的影响。针对不易观测激励点处动响应的情况，讨论了载荷识别的可能性并提出了改进的识别方案，在无限自由度系统载荷识别数值仿真中进行了验证。为避免存在高斯白噪声时识别结果发生漂移的现象，提出了改进的双卡尔曼滤波算法，用于动载荷在线识别，通过数值仿真验证了方法的可行性。最后，基于虚拟仪器技术设计并完成了动载荷在线识别系统的搭建，并通过试验验证了该系统的可用性和可靠性。通过对动载荷在线识别的仿真和试验结果分析，发现和总结了的动载荷在线识别规律，为动载荷的实时在线识别奠定了基础。关键词：动载荷识别；在线识别；卡尔

6、曼滤波；改进的双卡尔曼滤波；虚拟仪器技术本文工作在机械结构力学及控制国家重点实验室完成。I动载荷在线识别方法研究ABSTRACTDynamicloadidentificationbelongstothesecondkindofinverseproblemofstructuraldynamics.On-lineidentificationofdynamicloadisoneofthefrontierproblemsindynamicloadidentification,whichhashighdifficulty

7、andbroadapplicationprospects.Inthispaper,thebasicresearchonon-lineidentificationofstructuraldynamicloadiscarriedout.TheexcitationidentificationKalmanfilteralgorithmisappliedtoon-lineidentificationofdynamicload.ThesoftwareprogramiscompiledbyLabVIEWandpassedth

8、esimulationandexperimentalverification.TheKalmanfiltermethodisrecursiveandreal-time,whichmakesitpossibletoidentifythedynamicloadonline.Inthispaper,firstly,theon-lineidentificationtheoryofdynamic