基于不完全模态测量数据的粘性阻尼矩阵的修正

在实际工程中,由有限元模型得到的计算值与通过试验获得的测量值之间往往存在偏差,为了能够精确预测结构的动力响应,依据测量模态数据修正存在的动力模型是非常必要的。本文考虑用不完备复模态测量数据修正粘性阻尼矩阵的问题。在假定分析质量矩阵与刚度矩阵是精确的情况下,通过求解一个约束最优化问题,得到了满足特征方程的加权Frobenius范数意义下的最优对称非负定修正矩阵。     

用振动试验最优修正振型矩阵与柔度矩阵

由有限元模型得到的计算值与通过试验获得的测量值之间往往存在偏差,为了能够精确预测结构的动力响应,依据测量信息修正存在的动力模型是非常必要的.本文运用代数特征值反问题的理论和方法,研究了满足正交性条件的振型矩阵及柔度矩阵的修正问题,得到了加权Frobenius范数意义下的最优修正矩阵.     

用振动试验最优修正振型矩阵与柔度矩阵

由有限元模型得到的计算值与通过试验获得的测量值之间往往存在偏差。为了能够精确预测结构的动力响应，依据测量信息修正存在的动力模型是非常必要的。本文运用代数特征值反问题的理论和方法，研究了满足正交性条件的振型矩阵及柔度矩阵的修正问题，得到了加权Frobenius范数意义下的最优修正矩阵。     

一种修正刚度矩阵的直接方法

在假定有限元模型的质量矩阵与刚度矩阵均为对称阵,并且质量矩阵是精确的情况下,提出了一种修正刚度矩阵的新方法.该方法借助于矩阵的Kronecker积,把需修正的变量分离出来直接对其进行修正,不仅保证了刚度矩阵带状稀疏的特点,而且修正过程简单易行.数值例子验证了该方法的有效性.     

基于渐消记忆自适应滤波的船舶动力定位算法仿真

由于船舶在海上运动的复杂性和非线性,精确的船舶动力定位系统数学模型难以建立.为了实现有效的动力定位控制,需要应用一定的状态估计滤波算法得到所需的船舶运动低频信号.采用常规的Kalman滤波,状态变量的新测量值对预测值的修正作用下降,旧测量值的影响随着计算步数的累积而相对提高,这是引起滤波发散的主要原因之一.文章针对船舶动力定位系统中使用常规的Kalman滤波而存在的模型不精确、 不能准确表达系统噪声和测量噪声等问题,采用渐消记忆自适应滤波估算低频运动信息,在状态估计算法中引入渐消记忆因子,减小旧测量值对状态估计值的影响权重,从而增大新测量值的作用;并根据滤波发散判断准则,选择适当的渐消记忆因子值来抑制滤波器的发散,使控制器输出较为平稳,从而降低推力系统不必要的能耗.仿真实验表明,所设计的自适应滤波器的收敛性、跟踪性优于常规的Kalman滤波,有效地提高了系统的定位精度和稳定性.     

基于渐消记忆自适应滤波的船舶动力定位算法仿真（英文）

由于船舶在海上运动的复杂性和非线性,精确的船舶动力定位系统数学模型难以建立。为了实现有效的动力定位控制,需要应用一定的状态估计滤波算法得到所需的船舶运动低频信号。采用常规的Kalman滤波,状态变量的新测量值对预测值的修正作用下降,旧测量值的影响随着计算步数的累积而相对提高,这是引起滤波发散的主要原因之一。文章针对船舶动力定位系统中使用常规的Kalman滤波而存在的模型不精确、不能准确表达系统噪声和测量噪声等问题,采用渐消记忆自适应滤波估算低频运动信息,在状态估计算法中引入渐消记忆因子,减小旧测量值对状态估计值的影响权重,从而增大新测量值的作用;并根据滤波发散判断准则,选择适当的渐消记忆因子值来抑制滤波器的发散,使控制器输出较为平稳,从而降低推力系统不必要的能耗。仿真实验表明,所设计的自适应滤波器的收敛性、跟踪性优于常规的Kalman滤波,有效地提高了系统的定位精度和稳定性。     

推力分配干扰区域处理策略研究

动力定位系统船舶的多推进器配置通常存在推进器间水动力干扰的问题,本文从推力优化分配中的权值矩阵考虑,提出一种权值矩阵修正的策略,在不设置推力禁区的条件下,依然可以使推进器避免落在推进器干扰区域内。     

电波传播预测模型分析与研究

文章对Okumura-Hata模型、COST231一Hata模型、Egli模型三种电波传播模型进行了简要分析。通过对某地的电波传播损耗进行测量得到实测数据,与预测模型仿真结果进行对比分析,对比结果显示COST231一Hate模型与实测值最接近,并且通过对COST231一Hate模型的修正,使得修正后的模型满足高精度电波传播模型的6dB要求,适合用于预测本地的电波传播。     

航道辅助地波雷达机动目标跟踪研究

交互多模型Interacting Multiple Model,IMM）方法应用于高频地波雷达（High Frequency Surface Wave Radar,HFSWR）机动目标跟踪时,其固定的模型集合与转移概率矩阵会导致模型竞争与模型概率切换滞后,降低了目标状态估计的准确性,容易引起航迹断裂、丢失等问题。为此,对基于航道辅助的交互多模型地波雷达机动目标跟踪方法进行了研究。首先,利用有向图模型估计海上航道并提取航道信息,判定目标所处的航道位置并据此自适应切换目标运动模型集合;然后依据确定的模型集合进行多模型滤波,利用滤波新息构造运动模型的极大似然函数并计算每个模型的似然值,通过计算运动模型之间似然值比值计算概率修正因子,采用概率修正因子与原模型转移概率矩阵的乘积更新模型转移概率矩阵。利用仿真与实测数据开展了海上机动目标跟踪实验,结果表明,与传统IMM算法相比,本文方法可显著提升模型概率的切换速度,跟踪得到的航迹维持时间提高了54.2%,算法运行时间减少了30%,运动模型匹配平均概率提高了14.1%,实现了对海上目标的长时跟踪。     

一种基于改进的减缩模型修正方法

提出一种改进的模型修正方法,该方法采用多目标优化技术使得结构的减缩模型与实测结果相吻合。即首先建立一个多目标优化模型,其中包括一个关于单元修正系数的隐式非线性特征方程组,然后通过遗传算法来求解该多目标优化问题,来同时实现模型修正和损伤检测。文中通过对一个悬臂梁的数值仿真,表明本文所提出的方法的有效性,即在较大的测量噪声的情况下,同时具有模型修正和损伤检测两种功能,且较改进前的基于迭代的方法具有更好的噪声鲁棒性。     

船用陀螺漂移误差模型辨识及其应用

在对船用陀螺漂移数据建立时间序列模型的基础上，采用卡尔曼滤波算法对捷联陀螺漂移数据进行了处理，以提高陀螺静态漂移误差系数的估计精度，并把得到的陀螺漂移误差模型实时补偿到捷联系统中，得到了满意的效果。     

应用空间有限元模型进行船舶总振动特性的研究

本文以17500吨货船“海建”号为实例研究应用空间有限元模型计算船舶总振动的方法。对于实际船舶结构中的板,提出用平面应力元简化,以减少计算自由度数,由此产生的问题采用节点主从关系的方法解决。在编制的计算程序中,根据质量矩阵高度稀疏的特点,采用了稀疏存储技术,从而使船舶整体空间模型的振动分析能在国产中小型机器上实现。实例计算结果和测量结果的比较表明,这种计算模型合理、可靠。本文还对船舶总振动计算的梁模型、平面有限元模型、空间有限元模型作了比较和讨论。     

一种改进傅里叶级数方法的船舶轴系回旋振动动态特性研究

文章采用一种改进的傅里叶级数方法(Improved Fourier Series Method,IFSM)对弹性支撑边界条件下多跨距变轴颈轴系进行了回旋振动动态特性研究。首先推导了考虑集中质量及回旋效应的均匀梁回旋振动微分方程;其次应用一种改进的傅里叶级数方法推导了轴系的质量、刚度及激励力矩阵。在这一方法中,位移函数被表示为傅里叶余弦级数展开与一个辅助的多项式函数的叠加,进而成功地克服了弹性边界的不连续性。采用Newmark方法在时域内直接数值积分求解响应。通过与有限元软件ANSYS仿真结果及国家标准的结果对比,验证了文中分析方法的正确性。并研究了一轴系在额定转速下正逆回旋的动态特性。     

轮胎式集装箱门式起重机起升动载系数的研究

对弹性支承的轮胎式集装箱门式起重机的起升动载系数的力学模型、求解方法和计算公式等进行了理论研究和测试验证。理论计算和实际测试结果的比对表明,动态力学模型与实际情况较接近,计算公式和计算方法正确,测试结果可信。     

远场非接触爆炸作用下舱段模型动态响应的数值模拟

利用非线性有限元软件ABAQUS计算了舱段模型在非接触水下爆炸作用下的动态响应过程,给出了各部位的加速度时间历程,利用模型爆炸试验来检验计算的正确性,在数值计算和工程试验的基础上讨论了舱段模型在远场爆炸下的响应,此研究对舰船结构抗冲击仿真评估具有一定的参考价值.     

焊接梁动力学建模及动态特性分析

以工程中常见的焊接梁结构为对象,把焊接部位模化成等截面弹性梁结构,建立梁-焊接件-梁系统动力学模型。利用传递矩阵法,推导了子结构的传递矩阵,得到了焊接梁系统的动态响应表达式,详细讨论了焊接梁结构尺寸和参数对系统动态性能的影响。搭建了典型焊接梁实物模型,测试了焊接梁的加速度频响,结果表明,所建立的焊接梁力学模型正确。     

动态权重的数字化刻面分类模式研究

构件的分类与描述是构件库管理系统的核心。文章在研究经典刻面分类模式的基础上，提出了一种基于动态权重的数字化刻面分类模式。该模式通过原子术语数字化、动态权重的引入以及构件间相关度的定义，将构件的检索过程转化为n维空间中向量与矩阵的乘法。改进后的分类模式有效提高了构件检索时的查准率与检索效率。     

基于改进型RBF神经网络的磁流变阻尼器动力学建模及仿真

为提高磁流变阻尼器(MRD)动力学精度,提出一种网络连接权值自适应调整的改进型RBF神经网络模型。利用与任一测试样本相邻的两个训练样本对应的实际连接权值,对测试样本连接权值进行线性插值,提出连接权值的自适应算法;搭建MRD动力试验平台,进行多频率、多振幅的动力性能试验,利用大量实测力学特性数据,建立RBF神经网络模型以及连接权值自适应调整的改进型RBF神经网络模型,分析比较RBF神经网络模型在改进前后的平均累计相对误差变化规律,并进行数值仿真计算和试验测试分析。研究表明,在正弦激励频率0.25 Hz～1.0 Hz、振幅5 mm～15 mm、电流0～1.25 A工况下,相比于传统RBF神经网络模型5%的最大误差均值,改进型RBF神经网络模型使建模误差均值多控制在0.45%～0.85%之间,有效改善MRD的动力学特性,建模精度较好满足工程实际需要。