柔性體的載荷識(shí)別技術(shù)研究.pdf

1、工程結(jié)構(gòu)朝著大型化、精密化方向發(fā)展，所受到載荷環(huán)境也日趨復(fù)雜，對(duì)動(dòng)載荷識(shí)別技術(shù)的需求也逐漸加大。動(dòng)載荷的準(zhǔn)確識(shí)別可以幫助了解環(huán)境中外載荷的情況，輔助工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核，保證結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定性。
　　動(dòng)載荷的獲取可以通過(guò)直接測(cè)量方法和間接識(shí)別方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。直接測(cè)量法是指采用傳感器直接測(cè)定載荷自身或者與其相關(guān)參數(shù)的方法。對(duì)于簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，這一方法較容易實(shí)現(xiàn)；但對(duì)于大多數(shù)實(shí)際結(jié)構(gòu)，直接測(cè)量動(dòng)載荷是困難的，這就需要采用間接方法對(duì)外載荷進(jìn)行識(shí)

2、別，此即為動(dòng)載荷識(shí)別技術(shù)。
　　動(dòng)載荷識(shí)別技術(shù)的研究可以追溯到上世紀(jì)七十年代，并已形成了一些經(jīng)典理論與算法，總體上可分為頻域法與時(shí)域法。頻域辨識(shí)法是指在頻域內(nèi)建立系統(tǒng)逆向頻響模型，進(jìn)而由系統(tǒng)參數(shù)和頻域響應(yīng)辨識(shí)出動(dòng)載荷。時(shí)域辨識(shí)方法主要思想是建立系統(tǒng)輸入輸出時(shí)域逆向模型實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)載荷識(shí)別。時(shí)域法便于工程應(yīng)用，為在線識(shí)別提供了可能。除了以上的頻域法和時(shí)域法，隨著信號(hào)處理分析手段和模式識(shí)別方法等學(xué)科的發(fā)展，許多新方法正逐漸成為動(dòng)態(tài)載荷識(shí)

3、別的新工具。
　　本學(xué)位論文在國(guó)家自然科學(xué)基金（11132001，11272202）、航空科學(xué)基金（20120157002）和上海市教委科研重點(diǎn)項(xiàng)目（14ZZ021）的資助下，以柔性梁為研究對(duì)象開(kāi)展了動(dòng)載荷識(shí)別技術(shù)研究，主要研究?jī)?nèi)容和成果總結(jié)如下：
　?。?）基于Euler-Bernoulli柔性梁模型，開(kāi)展了一種可分離形式的分布載荷辨識(shí)的研究。所采用載荷識(shí)別方法的特點(diǎn)是將離散變結(jié)構(gòu)控制與擾動(dòng)力觀測(cè)器相結(jié)合，前者用于梁的振動(dòng)

4、控制，后者用于載荷的在線辨識(shí)。仿真結(jié)果表明，本文的方法能準(zhǔn)確識(shí)別該類分布動(dòng)載荷。
　　（2）基于廣義Chebyshev正交多項(xiàng)式，開(kāi)展了對(duì)柔性梁上任意形式的分布式載荷識(shí)別技術(shù)的研究。將分布式外載荷利用正交多項(xiàng)式展開(kāi)為級(jí)數(shù)形式代入到由Duhamel積分表示的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)式中，建立系統(tǒng)響應(yīng)與載荷級(jí)數(shù)系數(shù)之間的矩陣關(guān)系，通過(guò)矩陣求逆推導(dǎo)出動(dòng)態(tài)載荷。仿真結(jié)果表明，基于正交多項(xiàng)式的載荷識(shí)別方法能有效地辨識(shí)分布外載荷。
　　（3）基于