振动系统响应序列复杂度分析及与动态特性参数关系研究

• 作 者: 李舒
• 机 构: 江苏大学
• 出 处: 江苏大学
• 发表日期: 2006年01期
• 关键词: 响应序列复杂度 振动系统 动态特性

在对结构进行动力分析时，用新参量来反映振动系统的固有特性是非常重要的，是目前模态参数识别，振动控制以及系统动力学等方面的研究热点。传统的振动参量描述方法主要是从振动系统的不同位置(点与点)之间，由激励与响应来获得频响函数来反映系统的动态特性。该方法局限在系统的局部，不能从整体上描述系统的振动信息，来反映系统整体的振动特性。
系统的响应是该系统动态特性的反映。本文从实际结构的计算模型在瞬态激励下的响应序列入手，由系统上多个响应点的响应时间序列构建了振动系统响应序列。以该反映系统整体随时问演化的序列为研究对象，引入复杂性理论中的Lempel-Ziv复杂度的计算方法，计算分析该响应序列的复杂度，从振动系统整体来反映振动系统的动态特性。并以单边约束平板为例计算分析了不同系统响应(位移、速度和加速度)序列的L-Z复杂度与结构阻尼比之间的变化关系进行了探索性的计算分析。
本文做的主要工作如下：
首先介绍了振动系统响应分析理论、响应序列的符号化、Lempel-ziv复杂度的算法以及以Lempel-Ziv复杂度的主要性质。
其次，以简单的单边约束平板系统为例，构建了振动系统响应序列。针对所提出的复杂度理论，验证了该响应复杂度的主要性质，表明用该方法对振动系统的整体特性描述的合理性，可行性。最后，针对不同的结构阻尼比的平板有限元模型，用L-Z复杂度计算质点系不同响应序列(位移、速度和加速度)的复杂度。得到了单边约束平板在不同结构阻尼比值下的系统响应的3种复杂度变化关系。
分析结果表明，提取速度响应，采用系统响应序列复杂度分析方法，可以反映振动系统的振动特征量，从而为工程中振动系统的参数识别、振动控制和故障诊断等提供了新的方法。
本文提出的构建系统响应序列的方法是对系统序列复杂度分析方法扩展为空间上的应用，同时也是复杂度理论与振动系统响应分析相结合的一次初步尝试。