振动结构的参数识别与模型修正及其应用

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本文以“太阳能电池阵”、“双锥筒振动试验模型”为对象,研究了振动结构的参数识别和模型修正问题。提出了“分部件建模、分层次修正”的技术途径。将整体结构分解成相对易于建模的部件,以及部件之间的连接件,分别建立有限元动力学模型,并依据试验数据对相应的模型参数进行识别和修正。在此基础上,将修正后的部件和连接件综合成整体系统,然后将那些对整体特性有较大影响的模型参数再次进行修正,进一步提高模型的准确性。模型参数的识别和修正与最优化问题密切相关,涉及多方面因素,如设计变量选择和初值估计、目标函数和优化算法的选择等等。对于大规模结构的参数识别和修正,应当考虑到计算效率,必要时需要对模型进行缩聚,加快计算速度。为了适合工程应用,参数识别和修正的方法也应当尽量利用通用的商用程序,避免重复性的程序设计和开发,缩短分析周期。作者就这些问题展开了分析和讨论,并就“太阳能电池阵”和“双锥筒振动试验模型”这两个典型实例提出了相应的解决方案。论文中,作者介绍了多种优化算法在模型参数识别和修正中的应用,如遗传算法、模拟退火算法,以及基于数学规划的优化算法。针对“太阳能电池阵”试验模态的特点,提出了具体的改进措施和实施技巧。对“双锥筒振动试验模型”提出了模型缩聚方案,分析了缩聚效果。此外,还将若干代表性的商用软件(如结构分析、数学运算和程序设计等)进行了整合,实现了功能互补。
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