非线性结构系统的局部连接刚度辨识方法研究

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作者 任彦松 马志赛 +3 位作者 李亚南 于佳晖 张忠 丁千 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期1698-1706,共9页

连接结构在工程应用领域广泛存在,连接位置处的局部非线性特征对结构系统的动力学建模与特性预示具有重要影响。针对非线性结构系统局部连接参数未知或难以测量的问题,本文从结构动力学反问题的角度出发,提出一种基于频响函数变换的局... 连接结构在工程应用领域广泛存在,连接位置处的局部非线性特征对结构系统的动力学建模与特性预示具有重要影响。针对非线性结构系统局部连接参数未知或难以测量的问题,本文从结构动力学反问题的角度出发,提出一种基于频响函数变换的局部线性连接刚度辨识方法,通过与时域非线性子空间辨识方法相结合,可进一步获取非线性结构系统的局部线性和非线性连接刚度。设计并搭建三自由度结构系统的数值算例和实验系统,开展辨识方法的数值和实验验证,结果表明,所提方法能够分离并辨识得到非线性结构系统的标称线性系统频响函数和非线性参数,进而实现局部线性和非线性连接刚度的联合辨识。 展开更多

关键词 连接刚度辨识 连接结构 非线性系统 非线性子空间辨识方法

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基于组合信号源的非线性系统的子空间辨识

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作者 侯玉雯 王宏伟 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第10期4084-4091,共8页

为解决对非线性采样系统的状态空间Hammerstein模型难以辨识的问题,提出了基于组合信号源的辨识方法。首先用组合信号源将静态非线性环节和动态线性环节分离。其次,采用模糊神经模型拟合静态非线性环节,有效地避免了采用多项式方法逼近... 为解决对非线性采样系统的状态空间Hammerstein模型难以辨识的问题,提出了基于组合信号源的辨识方法。首先用组合信号源将静态非线性环节和动态线性环节分离。其次,采用模糊神经模型拟合静态非线性环节,有效地避免了采用多项式方法逼近非线性函数的限制,拓宽了非线性模型的适用范围;采用子空间算法估计采样系统的状态空间参数矩阵。最后,通过对两个非线性Hammerstein系统模型的仿真,验证了所提出的辨识方法,既简化了辨识过程,对非线性模块能够较好地拟合,又可以很快估计出状态空间方程系数矩阵,从而证明了所提方法的准确性和有效性。 展开更多

关键词 组合信号源 子空间辨识方法 模糊神经网络 系统辨识

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子空间模型辨识方法综述 被引量：46

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作者 李幼凤 苏宏业 褚健 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期473-479,共7页

作为传统线性系统辨识方法的一个有益补充,子空间模型辨识方法(SMI)近年来获得了广泛关注.这类方法综合了系统理论,线性代数和统计学三方面的思想,其特点是直接由输入输出数据辨识系统的状态空间模型,因而非常适合多变量系统辨识.首先... 作为传统线性系统辨识方法的一个有益补充,子空间模型辨识方法(SMI)近年来获得了广泛关注.这类方法综合了系统理论,线性代数和统计学三方面的思想,其特点是直接由输入输出数据辨识系统的状态空间模型,因而非常适合多变量系统辨识.首先介绍了SMI的基本思想,然后分析了3种基本算法(N4SID、MOESP和CVA)的异同点、算法实现、统计特性和模型稳定性等方面.随后探讨了其他一些SMI算法,包括连续时间系统SMI算法、频域SMI算法、闭环SMI算法和非线性系统SMI算法.为说明SMI方法的特性,通过一个工厂实际例子研究对比了3种SMI基本算法和一种传统辨识算法———预测误差方法(PEM).最后阐述了理论方面有待进一步研究的主要问题. 展开更多

关键词 子空间 系统辨识 预测误差方法 辅助变量方法

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结构模态参数的子空间辨识方法 被引量：8

4

作者 吴亚锋 姜节胜 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第z1期31-35,共5页

子空间状态空间系统辨识 ( 4SID)方法是近年来出现的一种用于辨识线性振动系统动态特性的时域技术。它直接由输入 /输出数据矩阵序列 ,通过基本的代数运算求取系统模型。本文概要地介绍了子空间系统辨识方法及其运算步骤 ,并应用该方法... 子空间状态空间系统辨识 ( 4SID)方法是近年来出现的一种用于辨识线性振动系统动态特性的时域技术。它直接由输入 /输出数据矩阵序列 ,通过基本的代数运算求取系统模型。本文概要地介绍了子空间系统辨识方法及其运算步骤 ,并应用该方法对一已知模态参数的桁架结构进行了仿真计算 ,得到了准确的辨识结果。 展开更多

关键词 系统辨识 子空间方法 结构系统

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子空间辨识方法的改进 被引量：3

5

作者 马艳 曾庆福 李志舜 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期319-321,共3页

针对现代航空发动机的自适应控制和故障监控领域建立物理意义明确的系统动态模型的需要 ,基于数字子空间状态空间系统辨识 (N4SID)方法 ,提出并推导了指定状态变量的子空间辨识方法 ,并在某型双转子涡喷发动机气动热力学模型上进行了仿... 针对现代航空发动机的自适应控制和故障监控领域建立物理意义明确的系统动态模型的需要 ,基于数字子空间状态空间系统辨识 (N4SID)方法 ,提出并推导了指定状态变量的子空间辨识方法 ,并在某型双转子涡喷发动机气动热力学模型上进行了仿真实验 。 展开更多

关键词 航空发动机 数字子空间状态空间系统辨识N4SID方法 子空间辨识方法 双转子涡喷发动机 气动热力学模型 指定状态变量 自适应控制 故障监控

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基于子空间方法的车辆稳态操纵性模型辨识 被引量：2

6

作者 管西强 袁明 张建武 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期457-463,共7页

基于子空间辨识方法,对稳态操纵工况下的车辆动力学模型进行辨识.根据子空间算法的假设条件,构建了3自由度车辆模型,并进行系统的可辨识性论证,确定了相应的辨识模型结构.采用方向盘角阶跃输入转向回正性能试验数据进行车辆模型的辨识.... 基于子空间辨识方法,对稳态操纵工况下的车辆动力学模型进行辨识.根据子空间算法的假设条件,构建了3自由度车辆模型,并进行系统的可辨识性论证,确定了相应的辨识模型结构.采用方向盘角阶跃输入转向回正性能试验数据进行车辆模型的辨识.辨识模型的验证采用相同车速下的实车蛇形试验数据,分别在时域和频域进行辨识和试验对比.结果显示,两者基本吻合,子空间算法能够很好地适用于线性车辆操纵动力学模型的辨识. 展开更多

关键词 系统辨识 车辆操纵动力学 子空间方法

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基于控制响应的时变系统模态参数辨识的改进子空间方法 被引量：1

7

作者 张强 吴庆鸣 张志强 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期356-361,共6页

提出了一种基于系统控制信号激发的响应数据来辨识时变系统模态参数的改进子空间方法。该方法以系统控制响应信号建立系统的状态空间输出方程并构造了一个广义Hankel矩阵,通过对该矩阵做奇异值分解(SVD),用广义能观阵的估计代替输出矩阵... 提出了一种基于系统控制信号激发的响应数据来辨识时变系统模态参数的改进子空间方法。该方法以系统控制响应信号建立系统的状态空间输出方程并构造了一个广义Hankel矩阵,通过对该矩阵做奇异值分解(SVD),用广义能观阵的估计代替输出矩阵,然后利用奇异值矩阵的正交性,有效地降低了噪声敏感性和计算量,从而容易地辨识出等效状态下的系统矩阵,最后采用转换矩阵辨识出时变系统的模态参数。通过理论分析、仿真和实验,讨论了不同信噪比对辨识结果的影响,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 时变系统 模态参数辨识 子空间方法 状态空间

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基于子空间方法的非均匀多采样率系统辨识 被引量：2

8

作者 王宏伟 孙爽 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期575-580,共6页

针对非均匀多采样率系统的建模问题,根据因果关系,建立了非均匀多采样率系统的状态空间模型.对于含有提升变量的状态空间模型,提出基于子空间技术的辨识方法.首先,由系统的输入输出数据建立由Hankel矩阵组成的扩展状态空间方程;其次,利... 针对非均匀多采样率系统的建模问题,根据因果关系,建立了非均匀多采样率系统的状态空间模型.对于含有提升变量的状态空间模型,提出基于子空间技术的辨识方法.首先,由系统的输入输出数据建立由Hankel矩阵组成的扩展状态空间方程;其次,利用斜交投影的原理,以及奇异值分解,通过子空间辨识算法确定增广观测矩阵和状态向量;最后,通过最小二乘方法确定模型的参数矩阵.该方法简单有效且对初值具有鲁棒性.仿真实例验证了方法的有效性. 展开更多

关键词 非均匀多采样率系统 状态空间模型 子空间方法 系统辨识

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压电结构系统辨识中的幂迭代子空间跟踪方法 被引量：1

9

作者 刘庆华 欧阳缮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期52-57,74,共7页

针对子空间辨识压电结构系统模型,利用广义能观矩阵列空间与观测矢量相关矩阵信号子空间一致的特征,提出采用幂迭代子空间跟踪方法,保证全局且按指数收敛到主子空间。为避免跟踪过程中与主子空间偏离误差的传递,采用多级分解,形成多级... 针对子空间辨识压电结构系统模型,利用广义能观矩阵列空间与观测矢量相关矩阵信号子空间一致的特征,提出采用幂迭代子空间跟踪方法,保证全局且按指数收敛到主子空间。为避免跟踪过程中与主子空间偏离误差的传递,采用多级分解,形成多级幂迭代子空间跟踪方法。将其与投影逼近子空间方法比较,仿真结果表明,能观矩阵夹角小,输出均方根误差小,能提高跟踪精度。并运用于实际模型中,验证其有效性。 展开更多

关键词 压电结构模型 子空间辨识 子空间跟踪 幂迭代方法 多级分解 主子空间

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闭环子空间辨识方法的分析与比较 被引量：1

10

作者 王建国 赵京辉 沈跳 《控制工程》 CSCD 北大核心 2015年第1期66-72,共7页

在实际应用中,辨识方法的辨识精度和辨识效率一直是人们关注的指标,也是人们选择辨识方法的主要依据。针对多种闭环子空间辨识方法的辨识精度和辨识效率问题的研究,首先归纳和总结了基于正交分解和基于正交投影闭环子空间辨识方法的理... 在实际应用中,辨识方法的辨识精度和辨识效率一直是人们关注的指标,也是人们选择辨识方法的主要依据。针对多种闭环子空间辨识方法的辨识精度和辨识效率问题的研究,首先归纳和总结了基于正交分解和基于正交投影闭环子空间辨识方法的理论和实现;然后扩展提出了基于正交分解的闭环子空间辨识方法 ORT_POMOESP、ORT_N4SID和基于正交投影的闭环子空间辨识方法 CSOPIM_W2;最后考虑系统输入输出测量噪声,针对过程噪声为白噪声和有色噪声两种情况下,通过仿真算例以数值分析的形式,对比研究了多种闭环子空间辨识方法的辨识精度和辨识效率。该研究不仅对子空间辨识方法应用于实际工业过程的建模具有实际的参考价值,而且对实际工程应用中闭环子空间辨识算法的选用具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 子空间辨识方法 正交分解 正交投影 辨识精度 辨识效率

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二维可分性系统递推子空间辨识方法研究 被引量：1

11

作者 索寒生 程金旭 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第9期1713-1720,共8页

随着二维离散系统理论和应用发展的不断深入,建立准确的二维系统数学模型具有重要的理论和应用价值。但实际上,二维模型不是一维模型概念下的简单对照,其沿两个自由方向演化及状态向量之间的相互耦合,特征值的概念,状态响应,以及系统的... 随着二维离散系统理论和应用发展的不断深入,建立准确的二维系统数学模型具有重要的理论和应用价值。但实际上,二维模型不是一维模型概念下的简单对照,其沿两个自由方向演化及状态向量之间的相互耦合,特征值的概念,状态响应,以及系统的稳定性判据均与一维系统有本质上的差异,使得二维系统辨识问题面临挑战。因此,针对二维可分性系统的在线更新需求,提出了在统一原理下二种对应开环和闭环的二维可分性系统子空间递推辨识方法,在线实时处理,尽量减轻计算量和存储量负担,同时不断更新模型的准确度,直至达到系统要求。仿真结果表明,设计的递推算法能及时更新模型信息,跟踪拟合真实参数。 展开更多

关键词 二维离散系统 子空间辨识算法 递推辨识方法 辅助变量

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状态空间子空间方法处理闭环系统辨识(英文) 被引量：1

12

作者 王晶波 王晓峰 +1 位作者 王广雄 刘晓平 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期931-933,共3页

本文给出一个由闭环数据辨识状态空间模型的算法．此算法可辨识带有严重噪声干扰和延迟的稳定及不稳定系统。

关键词 状态空间模型 子空间方法 系统辨识 闭环系统

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基于神经网络和子空间的非线性系统载荷识别 被引量：3

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作者 庞志雅 马志赛 丁千 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期877-885,1031,共10页

由于非线性描述函数选定困难,在不同激励水平下会导致时域非线性子空间辨识过程重复繁琐。针对此问题,基于不同激励水平下时域非线性子空间方法重构的非线性恢复力数据和测量的非线性位置响应数据训练神经网络模型,等效代替响应-非线性... 由于非线性描述函数选定困难,在不同激励水平下会导致时域非线性子空间辨识过程重复繁琐。针对此问题,基于不同激励水平下时域非线性子空间方法重构的非线性恢复力数据和测量的非线性位置响应数据训练神经网络模型,等效代替响应-非线性恢复力映射关系,使得辨识过程不再依赖系统模型,只需已知非线性位置的响应即可获取非线性恢复力,计算效率得以提高。针对非线性系统外载荷难以测量的问题,利用响应-非线性恢复力映射关系的神经网络模型预测非线性恢复力,进一步提出基于神经网络和子空间法的载荷识别方法,并通过间隙非线性结构的数值与实验研究验证了所提载荷识别方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 子空间辨识 神经网络 载荷识别 间隙非线性

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基于子空间方法的超超临界机组过热蒸汽系统模型辨识

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作者 孟庆阳 阎威武 +3 位作者 胡勇 程建林 陈世和 张曦 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期672-678,共7页

针对超超临界机组过热蒸汽系统模型辨识,采用基于数据驱动的闭环子空间辨识方法直接得到系统的阶跃响应系数,结合传统的SISO(Single Input Single Output)辨识方法,并利用最小二乘算法回归出系统的低阶传递函数模型.通过对某电厂超超临... 针对超超临界机组过热蒸汽系统模型辨识,采用基于数据驱动的闭环子空间辨识方法直接得到系统的阶跃响应系数,结合传统的SISO(Single Input Single Output)辨识方法,并利用最小二乘算法回归出系统的低阶传递函数模型.通过对某电厂超超临界机组过热蒸汽系统进行闭环辨识,结果表明,该策略很好地融合了子空间方法的简便性以及传统SISO辨识方法的最优性,并成功用于超超临界机组过热蒸汽系统模型辨识. 展开更多

关键词 超超临界机组 过热蒸汽系统 子空间辨识 闭环辨识方法

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基于子空间技术的电动汽车电池模型辨识研究 被引量：9

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作者 李勇 王丽芳 +2 位作者 廖承林 王立业 徐冬平 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2015年第1期1-6,40,共7页

电动汽车动力电池模型的观测和辨识是电动汽车高效、稳定、安全运行的基础。基于电池的电路模型,从利于辨识的角度,建立了状态空间形式的电池模型,并提出了基于子空间技术的模型辨识算法。在不同阶次、脉宽和幅值下,采用逆M序列对电池... 电动汽车动力电池模型的观测和辨识是电动汽车高效、稳定、安全运行的基础。基于电池的电路模型,从利于辨识的角度,建立了状态空间形式的电池模型,并提出了基于子空间技术的模型辨识算法。在不同阶次、脉宽和幅值下,采用逆M序列对电池模型辨识效果进行了验证和比较,最终提出了最优的电动汽车动力电池参数辨识方法。实验结果表明,该方法具有较高的精度和普遍的适用性,可以广泛地应用于不同类型的电池。 展开更多

关键词 电池模型 子空间 模型辨识 电池测试方法

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一种新的基于遗忘因子的递推子空间辨识算法 被引量：28

16

作者 杨华 李少远 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期69-72,共4页

针对工业系统中广泛存在的时变特性,提出一种新的递推子空间辨识算法,实现对系统状态空间模型的在线递推估计.为更好地跟踪系统时变特性,研究基于遗忘因子的输入输出数据矩阵构造机制,以提高递推算法的收敛速度;针对算法中奇异值分解的... 针对工业系统中广泛存在的时变特性,提出一种新的递推子空间辨识算法,实现对系统状态空间模型的在线递推估计.为更好地跟踪系统时变特性,研究基于遗忘因子的输入输出数据矩阵构造机制,以提高递推算法的收敛速度;针对算法中奇异值分解的求解问题,将梯度型算法引入基于遗忘因子的状态子空间跟踪中,实现对广义能观测矩阵的估计,避免了子空间近似带来的估计有偏性;该算法计算简单有效,且对初值具有更高的鲁棒性;最后给出该递推算法的性能分析,理论证明其收敛性,并通过仿真实例验证算法的有效性. 展开更多

关键词 递推算法 子空间方法 在线辨识 收敛性

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工业过程的子空间模型辨识 被引量：9

17

作者 李幼凤 苏宏业 褚健 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期803-806,共4页

子空间模型辨识方法(SMI)是一类新兴的直接估计线性状态空间模型的黑箱建模方法,近年来获得了广泛关注.和传统的线性建模方法相比,SMI的优势不仅在于算法本身的简单可靠,也在于它的状态空间表达.本文首先简要介绍了SMI的基本思想以及3... 子空间模型辨识方法(SMI)是一类新兴的直接估计线性状态空间模型的黑箱建模方法,近年来获得了广泛关注.和传统的线性建模方法相比,SMI的优势不仅在于算法本身的简单可靠,也在于它的状态空间表达.本文首先简要介绍了SMI的基本思想以及3种基本算法(N4SID,MOESP,CVA).然后将这类方法应用于一个实际的工业过程建模,同时对3种SMI基本算法和一种传统辨识算法—预测误差方法(PEM)进行了研究对比. 展开更多

关键词 子空间 系统辨识 预测误差方法 模型预测控制

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非线性有限冲激响应Volterra信道的盲辨识 被引量：2

18

作者 方洋旺 焦李成 韩崇昭 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第12期24-27,31,共5页

提出了单输入多输出有限冲激响应 (SIMOFIR)Volterra系统的盲辨识及盲均衡的子空间方法 .首先描述了SIMO非线性Volterra信道模型 ,并将此模型转化为多输入多输出 (MIMO)信道模型 ;接着讨论了FIRVolterra系统盲可辨识条件 ,并给出了SIMOV... 提出了单输入多输出有限冲激响应 (SIMOFIR)Volterra系统的盲辨识及盲均衡的子空间方法 .首先描述了SIMO非线性Volterra信道模型 ,并将此模型转化为多输入多输出 (MIMO)信道模型 ;接着讨论了FIRVolterra系统盲可辨识条件 ,并给出了SIMOVolterra系统的盲辨识子空间算法 ;进一步讨论了VolterraFIR非线性信道的确定性盲均衡问题 ;最后用仿真实例验证了此算法的有效性 .所提方法与确定性的线性多信道方法相比 ,它的最大优点就在于所需约束条件少 ,此方法仅需要输入信号的自相关矩阵非奇异 ,且在低信噪比情况下 (SNR为 5dB)也有效 . 展开更多

关键词 盲辨识 有限冲激响应 VolterrA信道 子空间方法 非线性信道 通信信道

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面向阻尼控制的交直流混合系统线性状态空间模型辨识 被引量：4

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作者 伍文城 王晓茹 宋新立 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期91-98,共8页

为将确定性和随机混合系统与实现方法推广应用于包含多回直流的交直流混合系统,并实现自动化的状态空间模型辨识,基于奇异熵和Tanh-Sigmoid饱和函数,提出了一种抗噪能力强、适合密集模态系统的阶次判定方法。在确定阶次的基础上,再根据... 为将确定性和随机混合系统与实现方法推广应用于包含多回直流的交直流混合系统,并实现自动化的状态空间模型辨识,基于奇异熵和Tanh-Sigmoid饱和函数,提出了一种抗噪能力强、适合密集模态系统的阶次判定方法。在确定阶次的基础上,再根据过去时域、未来时域与阶次关系确定小范围的输入参数测试数据集,并通过比较由各参数获得的辨识模型性能指标,选择出最优的辨识结果。该方法无须人工给定系统输入参数。最后,通过CIGRE Nordic 32母线系统和中国南方电网算例,验证了所提方法的有效性及优越性。 展开更多

关键词 交直流混合系统 高压直流 系统辨识 状态空间模型 子空间方法

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基于短记忆原理的分数阶系统时域子空间辨识 被引量：2

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作者 廖增 彭程 王永 《应用科学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期209-215,共7页

针对多变量分数阶系统提出一种基于短记忆原理的时域子空间辨识算法,该算法能够有效辨识多变量分数阶系统的系数矩阵和分数阶微分阶次.利用Poisson矩函数对输入输出信号进行滤波预处理,构造了子空间方法的输入输出矩阵,通过代价函数将... 针对多变量分数阶系统提出一种基于短记忆原理的时域子空间辨识算法,该算法能够有效辨识多变量分数阶系统的系数矩阵和分数阶微分阶次.利用Poisson矩函数对输入输出信号进行滤波预处理,构造了子空间方法的输入输出矩阵,通过代价函数将分数阶微分阶次辨识转化为参数寻优问题,利用分数阶微分的短记忆原理,将分数阶微分阶次和输入输出数据矩阵进行分离,避免了输入输出信号的分数阶微分计算过程.数值仿真对算法的有效性进行了验证. 展开更多

关键词 分数阶系统 子空间方法 短记忆原理 系统辨识

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