海洋平台模态参数识别技术及传感器优化配置研究
发布时间：2021-01-21 20:42
开展振动测试并精确的识别到结构的动力特性是进行海洋平台结构健康检测的基础。而识别信息的精确程度往往与实测信息的数量和精度直接相关,这就需要采集大量的测试信号,并且应尽可能全的包含结构的全部信息。但是海洋平台结构往往较为复杂,节点众多,受测试条件的限制（如转动自由度无法测量、水下测试难度大成本高）,在实际测试中并不能大量布置测点。此外,实测信号会不可避免的包含噪声,且所包含的结构阶次未知,这对海洋平台结构模态参数的准确识别也会带来一定的困难。因此,合理的优选传感器配置方案和模态参数识别方法对于能否准确的识别结构的模态参数具有十分重要的意义。针对上述问题,本文主要研究内容和结论如下：基于特征系统实现算法（ERA）对海洋平台结构的模态参数识别过程进行了研究,重点探讨了虚假模态剔除、模态空间不完备等难点问题。并通过导管架平台物理模型试验,验证了该方法在海洋平台结构模态参数识别中的适用性与工程实用性。研究发现,ERA方法结合Guyan扩阶可以在有限的测点信息下准确的识别出复杂三维结构的低阶模态信息。在大型结构的模态测试中,传统的经验布置传感器方法存在一定的盲目性,同时受测试条件的影响,传感器的布...
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外发展现状
1.2.1 传感器优化配置
1.2.2 模态参数识别方法
1.3 研究内容
1.3.1 课题来源
1.3.2 主要研究内容
2 特征系统实现算法
2.1 引言
2.2 特征系统实现算法理论
2.2.1 状态方程和观测方程
2.2.2 构造脉冲响应函数
2.2.3 特征系统实现算法过程
2.2.4 模态参数的确定
2.2.5 真实模态与虚假模态的区分
2.3 GUYAN法
2.4 三维五层框架结构数值算例
2.5 锦州20-2MUQ平台有机玻璃模型
2.6 小结
3 传感器位置分阶次优化研究
3.1 引言
3.2 有效独立法理论
3.3 传感器位置分阶次优化方法
3.4 五自由度弹簧质量模型数值算例
3.5 海洋平台结构数值算例
3.5.1 海洋平台模型建立
3.5.2 模态测试的最少传感器配置
3.5.3 传感器位置分阶次优化配置
3.6 小结
4 海洋平台物理模型试验研究
4.1 引言
4.2 海洋平台物理模型
4.3 模型试验
4.3.1 实验仪器与设备
4.3.2 物理模型安装
4.3.3 传感器校验
4.3.4 传感器布置
4.4 信号采集
4.5 传感器布置方案研究
4.5.1 有限元模型分析
4.5.2 传感器经验配置方案
4.5.3 传感器分阶次优化配置
4.6 小结
5 锦州20-2MUQ平台海上固有特性测试
5.1 测试目的
5.2 测试方案
5.2.1 工作内容
5.2.2 测试前准备工作
5.3 现场测试
5.3.1 传感器布置
5.3.2 环境激励与数据采集
5.4 测试数据分析
5.4.1 八个传感器信号分析
5.4.2 四个传感器x和y向信号分析
5.5 小结
6 总结
6.1 主要研究内容总结
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
个人简历
发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]网壳结构健康监测中的传感器优化布置[J]. 孙小猛,冯新,周晶. 计算力学学报. 2010(03)
[2]基于ERA算法的结构损伤识别及试验研究[J]. 杜永峰,闫力. 工程抗震与加固改造. 2009(04)
[3]三种传感器布点优化算法在系杆拱桥中的对比分析[J]. 刘纲,杨溥,刘遥,翁尚彬. 振动与冲击. 2008(11)
[4]面向结构健康监测的传感器数量及位置优化研究[J]. 何浩祥,闫维明,张爱林. 振动与冲击. 2008(09)
[5]识别桥梁断面颤振导数的快速相关特征系统实现算法[J]. 李友祥,祝志文,陈政清. 振动与冲击. 2008(08)
[6]基于自由振动响应识别颤振导数的特征系统实现算法[J]. 祝志文,2顾明. 振动与冲击. 2006(05)
[7]特征系统实现算法的识别特性研究及算法的推广[J]. 李蕾红,陆秋海,任革学. 工程力学. 2002(01)
[8]模态参数识别的特征系统实现算法:研究与比较[J]. 秦仙蓉,王彤,张令弥. 航空学报. 2001(04)
硕士论文
[1]桥梁结构健康监测传感器比选及优化配置研究[D]. 王常亮.武汉理工大学 2010
本文编号：2991858
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外发展现状
1.2.1 传感器优化配置
1.2.2 模态参数识别方法
1.3 研究内容
1.3.1 课题来源
1.3.2 主要研究内容
2 特征系统实现算法
2.1 引言
2.2 特征系统实现算法理论
2.2.1 状态方程和观测方程
2.2.2 构造脉冲响应函数
2.2.3 特征系统实现算法过程
2.2.4 模态参数的确定
2.2.5 真实模态与虚假模态的区分
2.3 GUYAN法
2.4 三维五层框架结构数值算例
2.5 锦州20-2MUQ平台有机玻璃模型
2.6 小结
3 传感器位置分阶次优化研究
3.1 引言
3.2 有效独立法理论
3.3 传感器位置分阶次优化方法
3.4 五自由度弹簧质量模型数值算例
3.5 海洋平台结构数值算例
3.5.1 海洋平台模型建立
3.5.2 模态测试的最少传感器配置
3.5.3 传感器位置分阶次优化配置
3.6 小结
4 海洋平台物理模型试验研究
4.1 引言
4.2 海洋平台物理模型
4.3 模型试验
4.3.1 实验仪器与设备
4.3.2 物理模型安装
4.3.3 传感器校验
4.3.4 传感器布置
4.4 信号采集
4.5 传感器布置方案研究
4.5.1 有限元模型分析
4.5.2 传感器经验配置方案
4.5.3 传感器分阶次优化配置
4.6 小结
5 锦州20-2MUQ平台海上固有特性测试
5.1 测试目的
5.2 测试方案
5.2.1 工作内容
5.2.2 测试前准备工作
5.3 现场测试
5.3.1 传感器布置
5.3.2 环境激励与数据采集
5.4 测试数据分析
5.4.1 八个传感器信号分析
5.4.2 四个传感器x和y向信号分析
5.5 小结
6 总结
6.1 主要研究内容总结
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
个人简历
发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]网壳结构健康监测中的传感器优化布置[J]. 孙小猛,冯新,周晶. 计算力学学报. 2010(03)
[2]基于ERA算法的结构损伤识别及试验研究[J]. 杜永峰,闫力. 工程抗震与加固改造. 2009(04)
[3]三种传感器布点优化算法在系杆拱桥中的对比分析[J]. 刘纲,杨溥,刘遥,翁尚彬. 振动与冲击. 2008(11)
[4]面向结构健康监测的传感器数量及位置优化研究[J]. 何浩祥,闫维明,张爱林. 振动与冲击. 2008(09)
[5]识别桥梁断面颤振导数的快速相关特征系统实现算法[J]. 李友祥,祝志文,陈政清. 振动与冲击. 2008(08)
[6]基于自由振动响应识别颤振导数的特征系统实现算法[J]. 祝志文,2顾明. 振动与冲击. 2006(05)
[7]特征系统实现算法的识别特性研究及算法的推广[J]. 李蕾红,陆秋海,任革学. 工程力学. 2002(01)
[8]模态参数识别的特征系统实现算法:研究与比较[J]. 秦仙蓉,王彤,张令弥. 航空学报. 2001(04)
硕士论文
[1]桥梁结构健康监测传感器比选及优化配置研究[D]. 王常亮.武汉理工大学 2010
本文编号：2991858
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/2991858.html
