随机振动多点控制算法研究与虚拟振动试验系统开发

发布时间：2017-05-10 00:01

  本文关键词：随机振动多点控制算法研究与虚拟振动试验系统开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：实物振动试验是了解机电产品整体性能的主要手段之一，对机电产品进行振动试验可以检测其动态性能，及时发现问题并对其加以改进。但限于试验条件，振动试验往往不能全面掌握产品的振动特性，而且可能存在欠试验或过试验问题。因此，基于仿真技术的虚拟振动试验已成为减少实物振动试验乃至弥补实物振动试验的重要发展方向。 本文基于振动分析基本原理，，研究了振动时域分析、冲击响应谱分析、随机振动分析的虚拟振动试验相关算法，研制了虚拟振动试验软件模块。 针对冲击问题，讨论了冲击响应谱常用计算方法：Runge-Kutta算法和改进递归数字滤波法，通过仿真分析，发现两种算法计算精度接近，而改进递归数字滤波法计算效率提高很多，故选用该法求解冲击响应谱。同时，针对复杂冲击波合成问题，研究了合成基波法的基本原理及应用，提出在修正过程中采用随机时间延迟的方式，能更好的合成满足冲击响应谱规范的复杂冲击波形。 针对随机振动问题，详细讨论了多点控制相关问题，分析了控制误差的来源，介绍了目前常用的控制算法，讨论了各自的优点及存在的问题，在此基础上，提出一种改进的控制算法，实现了对控制点功率谱密度的有效控制。 分别从系统的体系结构、功能模块设计、关键算法设计及实现三个方面详细介绍了虚拟振动试验系统的开发问题，并通过不同类型的算例，分别对虚拟振动试验系统进行了测试，讨论了在不同工况下的振动问题，结果与lms virtual.lab等软件系统进行了对比，验证了所研制系统仿真结果的正确性。
【关键词】：振动分析 MIMO系统 虚拟振动 冲击响应谱 随机振动 多点控制
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH113.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 1.绪论9-15
• 1.1 目的和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.3 本文主要研究内容13-15
• 2.振动分析基本理论15-26
• 2.1 振动分析基本原理15-16
• 2.2 冲击响应谱分析16-22
• 2.3 算例验证22-25
• 2.4 本章小结25-26
• 3.随机振动分析及多点控制算法研究26-36
• 3.1 随机振动分析26-27
• 3.2 多点控制基本原理27-28
• 3.3 随机激励的生成28-29
• 3.4 常用控制算法29-32
• 3.5 改进控制算法32-33
• 3.6 算例仿真33-35
• 3.7 本章小结35-36
• 4.虚拟振动试验系统实现36-45
• 4.1 虚拟振动试验系统体系结构36-37
• 4.2 虚拟振动试验系统功能模块设计37-39
• 4.3 虚拟振动试验系统关键算法设计39-44
• 4.4 本章小结44-45
• 5.虚拟振动试验系统分析功能测试与应用45-55
• 5.1 振动分析功能测试45-48
• 5.2 冲击响应谱功能测试48-49
• 5.3 随机振动分析功能测试49-52
• 5.4 虚拟振动试验系统应用52-54
• 5.5 本章小结54-55
• 6.总结与展望55-57
• 6.1 全文展望55
• 6.2 课题展望55-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-62
• 附录62

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