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简单多体系统动载荷识别技术研究

李欣  
【摘要】:关于多体系统的正问题建模以及控制,国内外研究的学者很多。但对于多体系统的载荷识别,其研究还未见报道。而且多体系统的动力学模型是非线性的,而以往的载荷识别方法,都是针对线性系统的,还没有人做过非线性系统的载荷识别。本文,针对一由悬臂梁和旋转梁组成的多体系统,对其载荷识别进行初步的研究和探讨。 本文首先采用混合坐标系法以及传统KED法,对该多体系统进行建模。从中得知,混合坐标系法建立的模型,要考虑刚柔耦合,质量矩阵和惯性力中含有弹性变形项,具有强非线性。而传统KED法建立的模型,并不考虑刚柔耦合,模型接近于线性,但矩阵也是时变的。在本文中,我们按照目前常用的载荷识别方法,对这两类模型,在时间域内,将载荷按照切比雪夫正交多项式展开,推导出时域下的动态标定矩阵,分别推导出基于这两种建模方法的动态标定矩阵,然后通过获取正交多项式系数来识别载荷。本文的重点是,利用以往针对线性系统的载荷识别方法,来识别多体系统的载荷,看看该方法对于该类系统,有何局限性,会出现什么样的问题。并且通过比较基于这两种不同动态标定方法的载荷识别结果,分析出刚柔耦合等非线性因素对载荷识别的影响。并且比较匀速和变速转动情况下识别结果的差别,分析出驱动力矩对识别结果的影响。最后,设计一个实验方案,进行仿真分析,分析各种因素对载荷识别的影响,提出提高信噪比,改进识别精度的措施,为以后的实验提供参考,为今后的工作打好基础。


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