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题目:飞行器结构动力学参数辨识的小波分析方法研究

关键词:小波变换;参数辨识;时变参数;AR模型;脉冲响应函数

  摘要

相对于其他结构的参数辨识而言,飞行器结构参数的辨识有着它独有的特点,这主要是由于飞行器在飞行过程中,结构的动力特性会发生变化, 因此飞行器结构参数的辨识属于时变结构动力学问题,时变结构动力学问题一直是学术界研究的难点,理论上至今还未有太大的进展,本文在系统总结时变结构动力学及相关领域的研究现状的基础上,主要研究小波变换理论在时变结构系统识别中的应用。小波分析是一种信号的时频分析方法,它具有很多优良的特性,因此在实际的工程中得到了广泛的应用。本文将小波变换理论引入到系统参数识别领域,给出了两种基于小波变换的辨识方法分别对时不变、时变系统的各个参数进行了识别。在引进小波变换理论的基础上,对比分析了两种基于小波变换的时不变参数辨识方法:基于连续小波的AR模型辨识方法和提取脉冲响应函数的小波变换法。应用AR模型辨识方法对悬臂梁模型在不同噪声水平下作了辨识,分析比较了不同小波基函数以及不同尺度参数对辨识结果的影响;应用两种辨识方法对简化的直升机模型进行辨识,并与有限元精确解做了比较;应用两种辨识方法对自由梁实验模型进行辨识,证明了两种辨识方法可以在实际工程中具有很好的应用前景。将两种时不变参数辨识方法加以发展,得到了两种针对时变参数的辨识方法。将这两种时变参数辨识方法应用到移动质量-简支梁和变质量的导弹模型的辨识中,并且对两种方法的时效性作了比较。论文还设计了一个质量块在自由梁上移动的时变参数辨识实验,并对该实验得到的动力学响应数据使用基于小波变换的辨识方法进行了辨识,证明了时变参数辨识方法在工程中的精度和可靠性。