二阶统计量盲辨识在模态参数识别中的应用
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多元统计分析的模态参数辨识方法比较及应用官威;董龙雷【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2018(038)0z1【摘要】工作模态参数辨识是实现飞行器结构精细化设计和安全评估的关键基础问题.基于结构响应数据,利用盲源分离和流形学习的方法进行系统模态参数辨识,建立基于多元统计分析的工作模态参数辨识方法.首先,从主成分分析(PCA)、独立成分分析(ICA)和局部线性嵌入(LLE)算法出发,建立响应模态坐标表示与多元统计分析算法之间的内在联系,将模态参数辨识问题转化为基于结构响应数据的多元统计分析求解问题.然后,设计1个离散3自由度系统和搭建1个悬臂板典型实验结构系统,获取数值仿真和实验响应数据.最后,基于测量的响应数据,利用多元统计分析方法辨识系统参数,并分析比较3种不同方法的模态参数识别精度以及抗噪性能.数值仿真和实验结果表明,提出的多元统计分析方法能够有效识别出系统的模态振型和模态频率,且LLE算法较其他两种方法具有更高的识别精度和鲁棒性.【总页数】6页(P366-371)【作者】官威;董龙雷【作者单位】西安交通大学航天航空学院,西安 710049;西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室,西安 710049;西安交通大学航天航空学院,西安 710049;西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室,西安 710049【正文语种】中文【中图分类】TH113.1;V214【相关文献】1.频域子空间模态参数辨识方法的改进及应用 [J], 张爱香;周自斌;赵国辉2.一种高阶累积量的模态参数辨识方法改进及其应用 [J], 李永军;马立元;王天辉;段永刚3.几种模态参数盲辨识方法的比较研究 [J], 樊江玲;张志谊;华宏星4.一种基于模态参数实时辨识方法的参数时变航天器控制方法 [J], 贾贵鹏;赵欣;赵育善;师鹏5.有限元-模态实验混合模型的薄壁件模态参数辨识方法 [J], 陈霁恒;谭经松;刘星因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于NT降阶算法的区间二型模糊系统辨识王哲【摘要】Due to the defects in description system uncertainty of the traditional T-S fuzzy description system, type-2 T-S fuzzy system has received extensive attention. In according with the low efficiency of common type reduction algorithm for interval two type fuzzy set, the NT type reduction algorithm was used for interval type-2 fuzzy system identification. The NT type reduction algorithm avoid the complexity iterative search operation, directly using the upper and lower bounds of first membership function, and then directly get the results of the fuzzy system. The simulations result shows that NT type reduction algorithm can improve identification efficiently without reduce identification accuracy.%由于传统T-S模糊描述系统不确定性方面的缺陷,二型T-S模糊系统得到了广泛关注.针对常见区间二型模糊集合的降阶算法存在的效率低下的问题,本文利用NT降阶算法进行区间二型模糊系统的辨识.NT降阶算法避免了复杂的迭代搜索操作,直接利用首隶属度函数的上、下限进行降阶运算,然后直接得到解模糊化结果.仿真实例表明,利用NT降阶算法能够在不降低辨识精度的情况下,提高辨识效率.【期刊名称】《仪器仪表用户》【年(卷),期】2018(025)006【总页数】4页(P17-20)【关键词】区间二型模糊集合;降阶;T-S模糊系统;模糊辨识;NT降阶算法【作者】王哲【作者单位】天津现代职业技术学院,天津 300350【正文语种】中文【中图分类】TP273+.40 引言近些年,T-S模糊模型在非线性系统辨识方面取得了很好的效果。
非线性系统参数识别及其应用研究
非线性系统是指其输出与输入不成比例的系统,这类系统广泛存在于各个领域中,如电力、机械、工业自动化等。
非线性系统的复杂性给系统参数识别带来了挑战。
因此,非线性系统参数识别一直是研究者们关注的问题之一。
非线性系统参数识别的目的是根据给定的数据序列,得到系统的参数估计值。
目前,常用的非线性系统参数识别方法包括最小二乘法、遗传算法等。
其中最小二乘法是一种广泛应用的参数估计方法,可以有效地解决非线性系统参数识别问题。
最小二乘法是基于误差平方和最小化的思想,通过求解目标函数的极值,得到系统参数估计值。
然而,最小二乘法在应用中存在一些问题,例如无法应对系统输出噪声、难以处理周期性信号等。
为了解决这些问题,近年来出现了一系列改进的非线性系统参数识别方法,如粒子群算法、RNA与ANN网络及其混合模型等。
这些方法在准确性与鲁棒性方面均有所提升,并逐渐得到广泛应用。
以机械领域为例,非线性系统参数识别的应用也广泛。
例如,通过参数识别,可以得到机械臂的动力学模型,从而实现精确控制。
另外,在机械设备维护领域,参数识别也可以通过监测信号变化,及时判断设备的健康状况,并进行相应的维护与修复。
总之,非线性系统参数识别是一个重要的研究方向,它有着广泛的应用前景。
随着相关算法的发展和改进,非线性系统参数识别的准确度和鲁棒性将会进一步提高,为各个领域的应用提供更好的技术支持。
北京工商大学《系统建模与辨识》课程上机实验报告()专业名称:上机题目:离散模型的参数估计及阶次辨识专业班级:学生姓名:学号:指导教师:年月目录目录 (2)第一章实验目的 (3)第二章实验内容 (4)第三章基本最小二乘法 (6)3.1基本最小二乘法原理 (6)3.2基本最小二乘法实验结果 (7)3.3源程序代码 (12)第四章递推广义最小二乘法 (15)4.1递推广义最小二乘法原理 (15)4.2递推广义最小二乘法实验结果 (16)4.3源程序代码 (19)第五章遗忘因子递推最小二乘算法 (21)5.1遗忘因子递推最小二乘算法原理 (21)5.2遗忘因子递推最小二乘算法实验结果 (21)5.3源程序代码 (25)第六章递推随机逼近算法 (29)6.1递推随机逼近算法原理 (29)6.2递推随机逼近算法实验结果 (30)6.3源程序代码 (34)第七章AIC模型定阶 (37)7.1 AIC模型定阶原理 (37)7.2 AIC模型定阶实验结果 (37)7.3源程序代码 (37)第八章实验总结 (41)参考文献 (41)通过实验掌握几种常用的模型参数估计算法和阶次辨识理论,具体的模型参数估计方法包括基本最小二乘法、递推广义最小二乘法(RELS)、衰减因子的递推最小二乘法和递推随机逼近算法,并在实验的基础上总结体会不同辨识方法的适用范围和优缺点。
《过程辨识》书P538实验2 离散模型的参数估计及阶次辨识,选择模拟的是第一个过程,采用基本最小二乘法、递推广义最小二乘法(RELS )、遗忘因子递推最小二乘法和递推随机逼近算法对被辨识系统进行参数估计,采用AIC 进行模型定阶。
1. 系统模拟图如图1所示图 1 系统模拟图 其中()()()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-=+=+-=----------1.705.115.0.705.111211211211z D z z z C zz z B z z z A (1-1)输入信号()u k 采用幅值为1的M 序列,其特征多项式由实验者根据具体需要确定;()v k 是均值为零,方差为2v σ服从正态分布的不相关噪声,方差2v σ的大小由信噪比η确定。
工程数据管理(EDM)是实现对晶钻仪器公司所有硬件的实时数据管理和处理的PC软件。
它的结构清晰,界面友好,功能丰富,操作简单方便。
EDM模态分析一个完整的包括模态测试和分析的实验模态分析(Experimental Modal Analysis (EMA))流程。
基于当代流行的模态分析理论和技术开发,操作流程直观且简单,它是实现模态分析实验得力的工具。
支持用户实现数百个测量点和多个激励点的高度复杂的模态分析,无论模态测试是多么复杂,EDM模态软件都提供准确的工具来实现您的目标。
为了成功获得测试数据,实验之前需要在测试模型上规划出所有测点的自由度(DOFs)。
几何编辑器提供多种坐标系统,使用组件功能,可以简单地把各个子组件合并对一个几何模型。
在输入通道设置界面,设置所有通道对应的测点和它们的坐标方向。
测试开始后,所有的测试测点都会被测量,并以包含激励和响应自由度的信号名称保存。
模态参数识别是模态分析的核心,EDM模态分析为其提供了多种拟合方法。
最小二乘复指数法(The Least-Squares Complex Exponential (LSCE))用于获取单参考点频响函数(FRF)的极点(包括频率和阻尼)。
而多参考点(多输入/多输出或者MIMO)测试,则使用相应的多参考时域分析法(Poly-Reference Time Domain,PTD)。
动画模块是为了动态展示模态振型的模块,允许用户通过3D动画显示模态振型到几何模型。
通过不同颜色标识动画的振动幅度。
自由变形(FFT)提供增强模式的动画,比点动画更平滑更逼真。
使用同一个几何模型,工作变形分析(ODS)可动画显示所选择的时域和频域响应数据到几何模态。
EDM模态支持的应用如下:●几何模型的创建/编辑/导入/导出/动画●工作变形分析(ODS)●锤击法模态实验●单个或多个模态激振器模态试验●单参考点模态分析●多参考点模态分析●导出测试报表到Word几何模型编辑(Geometry)EDM模态几何模型编辑/ODS/动画三个模块是EDM模态分析软件的基础模块,包含在每个EDM模态系统。
ICA在模态参数识别和故障诊断中的应用李宁;许松【摘要】模态参数识别是故障诊断中的常用手段之一.通过独立分量分析(ICA)技术将结构的自由振动响应信号分解为若干个解耦的单自由度信号,进而结合Hilbert 变换识别模态参数.通过数值仿真分析了不同ICA算法在不同工况下识别结构模态参数的可行性,并将识别精度较高的二阶盲辨识(SOBI)方法应用于悬臂梁裂纹故障实验.实验结果表明,裂纹故障产生时结构的各阶固有频率都存在不同程度的降低,且高阶固有频率降低的尤为明显,为机械设备故障诊断提供了有力的参考依据.%Modal parameter identification is one of the commonly means in fault diagnosis. The free vibration response signal of structure is decomposed into a number of single degree of freedom decoupling signal by the ICA technology, and then through the Hilbert transform to identify modal parameters. The feasibility of different ICA algorithm to identify the structural modal parameters under different condition was analyzed through numerical simulation, and the SOBI of high identification precison was applied to cantilever beam crack fault experiment. The results show that natural frequency of the structure have different degrees of reduction especially the high order natural frequency when the crack fault occurs, it provides a powerful reference for fault diagnosis of mechanical equipment.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2017(000)010【总页数】4页(P8-11)【关键词】独立分量分析;模态参数识别;SOBI;悬臂梁实验;故障诊断【作者】李宁;许松【作者单位】武汉科技大学机械自动化学院,湖北武汉 430081;武汉科技大学机械自动化学院,湖北武汉 430081【正文语种】中文【中图分类】TH16模态参数(固有频率、阻尼比、模态振型等)反映了结构的动力学特性,准备识别结构的模态参数对机械设备的状态监测和故障诊断具有重要意义[1]。