计算参数对数值修正载荷识别算法的影响

发布时间：2019-09-14 08:55

【摘要】：针对在载荷识别计算中经常遇到的累积误差问题,提出了一种在每个时间步长内迭代修正的载荷识别算法。首先利用拟静态算法得到载荷初值,再使用数值迭代算法对其进行修正计算,仿真结果表明,该修正算法可以有效地减小由于累积误差导致的发散,得到收敛的识别结果。针对上述算法,本文以多输入多输出简支梁为模型,分别分析了区间放大系数、区间分割系数和精确度指标3个计算参数对于识别结果的影响。计算结果显示,参数的选择对算法的效率和精度影响很大,不当的参数甚至可能引起识别结果严重发散,所以选择合适的计算参数对于数值修正算法十分重要。
【图文】：

图１数值修正前后识别对比图Ｆｉｇ．１Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ图２ｒ值选取不合适的识别结果（ｒ＝５０）Ｆｉｇ．２Ｉｎｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｉｍｐｒｏｐｅｒｖａｌｕｅｏｆｒ（ｒ＝５０）来计算量的增加，表１分析了不同ｒ值选取时对于迭代步数以及误差的影响，其中第３１４时间点为第１８自由度识别力曲线峰值点（取ｑ＝０．５，ε＝１０－７）。表１区间放大倍数的影响Ｔａｂ．１Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｉｎｔｅｒｖａｌａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ放大倍数ｒ６０７０１００２００１０００最大计算步数３８３８３９４０４２平均计算步数３６．１５３６．３３３６．８２３７．８２４０．２０第３１４时间点计算步数３５３６３６３７３９最大计算误差／％０．２７０．３６０．１４０．１４０．３２平均计算误差／％０．１１０．１５０．０８０．０８０．１２第３１４时间点计算误差／％０．０４０．０７０．０５０．０５０．０２表１说明在其余参数选取合适时，区间放大倍数对计算精度影响并不大。误差小于０．５％在实际运用中可作为真实值的近似解，ｒ值的影响主要体现在对于计算步数的增加上。为进一步探讨二者关系，以第３１４时间点为例，设其计算步数为Ｋ＊，取ｒ＝６０，７０，…，１９０，２００，３００，…，９００，１０００，分别得出对应的Ｋ＊值，经过线性插值近似去除取整和函数拟合处理后得Ｋ＊与ｒ大致成如下对数关系Ｋ

图１数值修正前后识别对比图Ｆｉｇ．１Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ图２ｒ值选取不合适的识别结果（ｒ＝５０）Ｆｉｇ．２Ｉｎｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｉｍｐｒｏｐｅｒｖａｌｕｅｏｆｒ（ｒ＝５０）来计算量的增加，表１分析了不同ｒ值选取时对于迭代步数以及误差的影响，其中第３１４时间点为第１８自由度识别力曲线峰值点（取ｑ＝０．５，ε＝１０－７）。表１区间放大倍数的影响Ｔａｂ．１Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｉｎｔｅｒｖａｌａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ放大倍数ｒ６０７０１００２００１０００最大计算步数３８３８３９４０４２平均计算步数３６．１５３６．３３３６．８２３７．８２４０．２０第３１４时间点计算步数３５３６３６３７３９最大计算误差／％０．２７０．３６０．１４０．１４０．３２平均计算误差／％０．１１０．１５０．０８０．０８０．１２第３１４时间点计算误差／％０．０４０．０７０．０５０．０５０．０２表１说明在其余参数选取合适时，区间放大倍数对计算精度影响并不大。误差小于０．５％在实际运用中可作为真实值的近似解，ｒ值的影响主要体现在对于计算步数的增加上。为进一步探讨二者关系，以第３１４时间点为例，设其计算步数为Ｋ＊，取ｒ＝６０，７０，…，１９０，２００，３００，，…，９００，１０００，分别得出对应的Ｋ＊值，经过线性插值近似去除取整和函数拟合处理后得Ｋ＊与ｒ大致成如下对数关系Ｋ
【作者单位】： 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室;
【基金】：高等学校博士学科点专项科研基金(20123218120005)资助项目 国家自然科学基金(51305197)资助项目 机械结构力学及控制国家重点实验室(南京航空航天大学)自主研究课题(0115K01)资助项目
【分类号】：O347.1


本文编号：2535805