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《哈尔滨工业大学》 2000年
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时变结构动力学数值方法及其模态参数识别方法研究

于开平  
【摘要】:时变结构动力学问题一直是学术界研究的难点,理论上至今还未有太大的进展,但大型柔性空间结构、高速飞行器和高速列车等实际工程问题又有迫切的需求,为此本文在在系统总结时变结构动力学及相关领域的研究现状的基础上主要研究了时变结构动力学的数值方法以及小波理论在结构系统识别中的应用。主要研究内容和相关结论如下: 参数时变的结构动力响应的数值计算方法研究。通过时间离散的Galerkin方法建立了不协调时间有限元,由此得到了高阶精度、无条件稳定的有好的耗散特性的数值算法。通过有限差分分析说明了算法的特性,并基于线性、高阶拉格朗日插值、埃米特插值给出了一族算法公式。接着又给出了减小计算量的迭代步骤。对线性时不变问题仿真分析验证了所有的算法公式的正确性和算法本身的优良特性,对时变参数、非线性问题仿真分析说明了这些算法公式的有效性。基于Hamilton 定律探讨了对时变参数使用埃米特插值即允许参数在求解的时间区间内是时变的数值算法,给出了算法公式。对Mathieu 方程和一个变刚度变阻尼的两自由度问题的仿真分析验证了算法的有效性。 小波函数性质、应用特点及小波变换方法研究。总结了近年来提出的各类典型的小波及其小波基函数,较详细地研究了它们的几种重要的性质及其实际应用特点。这些工作可以为如何选择小波和小波基提供有益的参考。接着对循环小波变换方法给出了信号的循环小波分解的一般公式,对Daubechies 小波的变换矩阵的构成给出了统一的描述。 小波去除噪音算法研究及其在频率响应函数提取中的应用。较全面地研究了小波去噪音方面已经取得的成果,在此基础上,对Donoho 的去噪方法给出了一个可以有效地同时去除数据中所含的高斯白噪音和脉冲噪音的改进算法,仿真表明算法是有效的。另外,基于Donoho 的去噪原理还给出了一个试验估计去噪方法。将这些算法用于剔除频率响应函数中的噪音比传统的加窗方法更为有效。 小波理论在结构系统模态参数识别上的应用。对用小波变换方法提取系统的脉冲响应函数的思想给出了平均和滤波步骤,并将这个步骤推广到时变的脉冲响应函数的提取,进而识别系统时变的模态参数。对一个变刚度和变阻尼的两自由度问题进行了仿真分析,并考虑了噪音和参数变化的影响,结果表明方
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:O313

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 袁晓彬;杜鹃;刘永杰;赵晓;;结构动力响应的积分求积全域算法[J];北京工业大学学报;2011年09期
2 袁晓彬;赵晓;方冬慧;王清远;;双参数三次Hermite插值逐步积分法求解结构动力响应[J];工程力学;2010年10期
3 李赞澄;;变阶次分段ARMA模型算法研究[J];江苏航空;2010年S2期
4 葛建立;杨国来;王兆旭;郝建伟;邓伟;;移动刚体-悬臂梁耦合系统建模仿真及实验研究[J];南京理工大学学报;2012年05期
5 袁晓彬;董江峰;邱慈长;王清远;;结构动力响应的时间有限元全域算法[J];应用力学学报;2010年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王学敏;基于Hilbert-Huang变换的桥梁监测信号分析与处理和时变模态参数识别[D];中南大学;2008年
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1 赵玉波;环境激励下时变系统模态参数分析方法研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 王宏宏;热效应对结构固有振动特性影响研究[D];南京航空航天大学;2009年
3 赵明;基于时变Prony方法的物体出水模态参数辨识[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 李赞澄;时变系统模态参数识别的研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 郝建伟;移动质量—悬臂梁系统的不协调时间有限元算法研究[D];南京理工大学;2012年
6 刘建军;Hilbert-Huang变换及其在线性时变结构模态参数识别中的应用[D];中南大学;2007年
7 齐春妮;组合弹性梁结构振动问题的计算机数值计算[D];电子科技大学;2012年
8 王文芸;基于加速度响应信号连续小波变换的系统参数识别研究[D];南京航空航天大学;2012年
9 何俊;基于ARMA模型的时变系统参数辨识方法研究[D];南京航空航天大学;2012年
【参考文献】
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7 刘晓俭;基于Newmark积分格式的单步预测-校正算法的无条件稳定性[J];计算结构力学及其应用;1994年03期
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9 赵正义;宋文忠;;一种时变参数多项式扩展递推最小二乘法PRLS[J];控制与决策;1992年03期
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【共引文献】
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4 王丽华;吴先良;宋开宏;;RK-MRTD算法的稳定性及数值色散性分析[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年05期
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7 张伟林,李景高,干洪;工程中的动态有限元法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);1994年01期
8 胡涛;基于以太网的温室测控系统架构[J];安徽农业科学;2005年05期
9 谭春英;王绪伟;;基于小波变换的烟台市粮食产量变化特征研究[J];安徽农业科学;2006年12期
10 李德福;李金才;王成雨;;优质小麦烟农19的特征特性及丰产高效栽培技术[J];安徽农业科学;2006年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 慕香永;裴润;刘志林;王经甫;;基于小波分析的船舶舵机加载系统多余力研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 郭静;邢誉峰;;微分求积时间单元方法[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
3 刘超峰;李海东;杨炳渊;;身-翼-舵组合体高超声速变攻角颤振计算[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
4 袁晓;;超高斯谱函数与子波构造[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
5 陈向东;袁晓;李齐良;蒋亚东;林理彬;;高斯函数、子波及其局域化特征[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
6 袁晓;陈向东;李齐良;扬家德;;Daubechies子波的简单广义化及其对称性研究[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
7 应自炉;张有为;;面向对象的小波变换软件包设计[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
8 骆少明;张湘伟;;小波变换在随机振动测试信号分析中的应用[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
9 徐秀平;陈学允;张有为;应自炉;李柱峰;;检测谐波次数的新方法[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
10 王拓;;基于小波包分析的煤矿供电系统漏电保护选线研究[A];贵州省电机工程学会2010年优秀论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭庆勇;非保守系统Fourier卷积型拟变分原理研究及应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 周平;柔体动力学初值问题拟变分原理及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 韩丽丽;多率多输入系统的辨识[D];江南大学;2010年
5 王丽君;基于信号处理的氢燃料发动机优化控制[D];解放军信息工程大学;2010年
6 赵红强;基于小波分析的我国经济运行特征研究[D];吉林大学;2011年
7 王丹;多维多分辨仿生识别方法研究[D];吉林大学;2011年
8 王今朝;大跨斜拉桥断索危险性理论分析及健康监测方法研究[D];东北林业大学;2010年
9 赵兆;相位编码雷达若干关键技术研究[D];南京理工大学;2010年
10 龚玉蓉;基于小波包的三维大地电磁测深静态效应压制研究[D];中南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈林;基于GIS的流域水文数据的时空分析[D];山东科技大学;2010年
2 吴国曾;实时信号小波分析中边界处理方法及应用[D];郑州大学;2010年
3 胡玥;远程监护系统心电信号特征快速提取方法研究[D];郑州大学;2010年
4 吴志中;航空液压系统压力模块动态特性的研究[D];郑州大学;2010年
5 郭洋;基于嵌入式零树图像压缩编码方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 杨维洲;基于数学形态学和亚像素提取的图像检测算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 袁铄;基于小波网络音频信号处理技术[D];大连理工大学;2010年
8 芮伟国;双菱塔斜拉桥地震反应与推倒分析研究[D];长沙理工大学;2010年
9 袁伟杰;自治水下机器人动力学建模及参数辨识研究[D];中国海洋大学;2010年
10 王春光;分散筒结构性能及典型墙梁节点钢筋滑移分析[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄继武;尹志民;聂波;陈继强;何振波;;7A52铝合金原位加热过程中的物相转变与热膨胀系数测量[J];兵器材料科学与工程;2007年04期
2 陈永才,王兴贵,赵建新,贾长治;时变不确定约束的航天器对接动力学分析 第一部分 运动学约束方程[J];兵工学报;2000年S1期
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4 李海斌,毕世华,袁曾凤;移动刚体激励的梁的振动分析和实验[J];北京理工大学学报;1999年01期
5 亩心晓宇;刘洪;;HHT方法在研究地震旋回体中的应用[J];吉林大学学报(地球科学版);2007年03期
6 段生全,贺振华,黄德济;HHT方法及其在地震信号处理中的应用[J];成都理工大学学报(自然科学版);2005年04期
7 宋立新;王祁;王玉静;;基于Hilbert-Huang变换的ECG信号降噪方法[J];传感技术学报;2006年06期
8 贺栓海,张翔;钢筋混凝土梁(板)桥的几何非线性分析[J];重庆交通学院学报;1991年01期
9 吴恒立;平面应变非线性几何方程的高阶表达式[J];重庆交通学院学报;2001年03期
10 付俊庆;瞬时频率技术对结构破损检测能力的探讨[J];长沙电力学院学报(自然科学版);2004年01期
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1 杨孚衡;;芜湖长江大桥斜拉桥长期监测、安全评估及报警系统的研制[A];铁道科学技术新进展——铁道科学研究院五十五周年论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘铁林;动力问题的非时间步参数时间有限元法及弹性波传播数值模拟的格子法[D];大连理工大学;2000年
2 谭善文;多分辨希尔伯特—黄(Hilbert-Huang)变换方法的研究[D];重庆大学;2001年
3 胡劲松;面向旋转机械故障诊断的经验模态分解时频分析方法及实验研究[D];浙江大学;2003年
4 高广春;第二代小波变换理论及其在信号和图像编码算法中的应用[D];浙江大学;2004年
5 何旭辉;南京长江大桥结构健康监测及其关键技术研究[D];中南大学;2004年
6 王若林;桥梁实时在线检测与健康监测若干问题研究[D];武汉大学;2005年
7 邓学欣;开放式故障诊断构架及动态测试分析方法研究[D];天津大学;2004年
8 刘宁;系统模态参数辨识的连续小波方法研究[D];天津大学;2005年
9 樊江玲;基于输出响应的模态参数辨识方法研究[D];上海交通大学;2007年
10 王振飞;提升小波的高效算法设计及其在数字图像处理中的应用[D];华中科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王宏宏;热效应对结构固有振动特性影响研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 黄川;时域协调的动力时空有限元算法及其应用[D];四川大学;2003年
3 刘丽兰;时间序列分析在振动系统时变参数辨识中的应用[D];西安理工大学;2005年
4 姜明新;基于第二代小波变换的彩色图像数字水印技术[D];吉林大学;2005年
5 毋琦;改进HHT方法及其在故障信号分析中的应用[D];华北电力大学(北京);2006年
6 段丽慧;基于小波变换的结构模态参数识别[D];西北工业大学;2007年
7 应勇;航空发动机故障监控系统设计与方法研究[D];西北工业大学;2007年
8 刘建军;Hilbert-Huang变换及其在线性时变结构模态参数识别中的应用[D];中南大学;2007年
9 寿海飞;基于小波分析的齿轮故障诊断研究[D];浙江工业大学;2007年
10 肖进;时变系统模态参数辨识的时频分析技术研究[D];南京航空航天大学;2007年
【二级引证文献】
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1 程宝玉;;基于HHT方法的配电线路故障诊断分析[J];电源技术应用;2013年08期
2 王林鹏;王汉平;杨鸣;毕世华;王绍助;;运动导弹激励下柔性导轨振动的多体动力学分析法[J];航空学报;2014年03期
3 古滨;温伟滨;蹇开林;;基于均匀五次B样条插值求解动力响应的时间积分法[J];西华大学学报(自然科学版);2013年05期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 刘伟;综放工作面煤矸界面识别理论与方法研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
2 翟进乾;配电线路在线故障识别与诊断方法研究[D];重庆大学;2012年
3 曹永港;考虑尺度效应的泥沙颗粒周围水动力特性研究[D];天津大学;2012年
4 孙新建;基于Hilbert能量分析的岩体爆破震动损伤研究[D];天津大学;2012年
5 陆金铭;船舶推进轴系的动态影响因素及EMD故障诊断方法研究[D];上海交通大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵明剑;基于墨西哥帽小波基时变Prony法的时变模态参数识别研究[D];中南大学;2011年
2 李赞澄;时变系统模态参数识别的研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 刘春光;无线电侦察信号分离与识别[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 黄志刚;不同压力下轴压柱的动力学建模与边界识别研究[D];湖南科技大学;2011年
5 范晓梅;基于排气压力波分析的发动机故障监测诊断方法研究[D];桂林电子科技大学;2009年
6 宋斌华;基于Hilbert-Huang变换和局部均值分解的时变结构模态参数识别[D];中南大学;2009年
7 陈博涛;EMD分解联合时频分析在阵列声波信号中的应用[D];吉林大学;2010年
8 王慧慧;环境激励下桥梁结构模态参数识别方法的研究[D];中南大学;2010年
9 张刘刚;基于匹配追踪(MP)算法的信号自适应分解研究及其应用[D];中南大学;2010年
10 王醇涛;基于EMD分解的柴油机故障诊断技术研究[D];江苏科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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6 邓东皋,彭立中;小波分析[J];数学进展;1991年03期
7 王建忠;小波理论及其在物理和工程中的应用[J];数学进展;1992年03期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 张令弥;;第29届IMAC会议实况报导[J];振动与冲击;2011年03期
4 吴卫国,吴学仁,杨平,王发祥;大型钢桁架模型动力特性试验研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);1994年01期
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6 张令弥;结构动力学中传递函数与模态参数识别[J];固体力学学报;1982年01期
7 蔡承文,陈春澄;利用复矩阵的高阶直接积分算法[J];力学季刊;1993年03期
8 李书,王波,胡继忠;结构动力学逆特征值问题的同伦解法[J];应用数学和力学;2004年05期
9 富明慧;廖子菊;刘祚秋;;结构动力方程的样条精细积分法[J];计算力学学报;2009年03期
10 张阿舟;结构动力学若干问题的回顾[J];南京航空航天大学学报;1982年01期
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1 赵丽滨;姚东升;;飞行器结构动力学课程实体仿真软件介绍[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
2 袁明武;曲广吉;;序言[A];2007全国结构动力学学术研讨会论文集[C];2007年
3 曾宁;;结构动力学在飞机设计中的应用技术研究[A];四川省振动工程学会2002年学术会议论文集[C];2002年
4 朱礼文;朱斯岩;;动态载荷识别及工程应用[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
5 陈功;熊天齐;钱若军;;模型修正(Model Updating)的研究[A];第五届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2005年
6 陈贵清;;第一次讲授结构动力学的点滴体会[A];世纪之交的力学教学——教学经验与教学改革交流会论文集[C];2000年
7 黄文虎;方勃;刘芳;;航天动力学发展与展望[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
8 陈学前;肖世富;刘信恩;;基于概率模型的圣地亚结构动力学问题模型确认[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
9 唐谢兴;张友亮;;结构动力时程分析中的阻尼问题研究[A];首届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2006年
10 邱吉宝;张正平;王建民;;航天器结构虚拟动态试验技术新进展[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文摘要集[C];2007年
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1 通讯员 吴永清 刘海明 本报记者 吴晋娜;打造桥梁工程结构动力学的创新平台[N];科技日报;2011年
2 关书敏 葛运溥;桥梁工程结构动力学国家重点实验室全面完成建设目标[N];中国交通报;2011年
3 谭学余;“散体动力学”的奠基之作[N];中国矿业报;2003年
4 泊生物学家研究员陈伟民;治理太湖:一万年太久,只争朝夕[N];科技日报;2002年
5 于媚;“用学问报效祖国”[N];中国航空报;2001年
6 本报记者 陈全育 实习记者 左秋红;吃透“老本行” 勇当“第三方”[N];中国航天报;2009年
7 通讯员 张扬 记者 吴晋娜;交通行业首个国家重点实验室通过验收[N];科技日报;2011年
8 杜成纲 张扬 吴永清;建设“桥都”的科技创新中心[N];重庆日报;2011年
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1 张静;航天器阻尼结构的若干动力学正问题和反问题研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 张静;航天器阻尼结构的若干动力学正问题和反问题研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 于开平;时变结构动力学数值方法及其模态参数识别方法研究[D];哈尔滨工业大学;2000年
4 王正盛;结构动力学中的特征值反问题[D];南京航空航天大学;2006年
5 秦远田;动载荷识别应用技术研究[D];南京航空航天大学;2007年
6 高跃飞;结构动力学边界条件优化设计及工程实现方法研究[D];西北工业大学;2006年
7 茅志颖;结构动力学设计渐进优化方法研究[D];南京航空航天大学;2010年
8 杨义;定激励下板梁振动功率流最小响应的研究[D];合肥工业大学;2012年
9 鲍麟;昆虫翼柔性变形的力学效应研究[D];中国科学院研究生院;2007年
10 杨成;结构动力分析在基于性能的抗震工程中的应用[D];西南交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 樊瑞雪;硫代酰胺和芳香二酮化合物的激发态结构动力学研究[D];浙江理工大学;2014年
2 李振华;空间可展伸杆机构的运动学与动力学分析[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2003年
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4 周超;复合材料架座机枪系统动力学特性的有限元分析[D];南京理工大学;2004年
5 张永强;结构动力学边界条件识别及实现方法研究[D];西北工业大学;2005年
6 赵一宁;人工神经网络和遗传算法在船体结构动力学中的应用[D];大连理工大学;2002年
7 李颖;空间相机动力学分析[D];西北工业大学;2003年
8 唐旭东;连续结构模型的随机动载荷识别[D];南京航空航天大学;2005年
9 信伟平;风力机旋转叶片动力特性及响应分析[D];汕头大学;2005年
10 颜王吉;单元模态应变能灵敏度及其在结构损伤识别中的应用[D];中南大学;2008年
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