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多相Buck变换器功率器件复合开路故障诊断方法
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作者 卢伟国 何晴 +2 位作者 白月 马乐 张淮清 《电工技术学报》 北大核心 2025年第24期8080-8092,共13页
多相交错并联Buck变换器存在两相或多相功率器件同时发生开路故障(简称“复合开路故障”)的可能,现有基于电感电流观测器的故障诊断方法能识别故障相数,但不易从输出端准确分离出多故障相信息,此外负载不确定性会导致故障误诊和漏诊。为... 多相交错并联Buck变换器存在两相或多相功率器件同时发生开路故障(简称“复合开路故障”)的可能,现有基于电感电流观测器的故障诊断方法能识别故障相数,但不易从输出端准确分离出多故障相信息,此外负载不确定性会导致故障误诊和漏诊。为此,该文提出基于未知故障输入观测器的多相Buck变换器功率器件复合开路故障诊断方法。该方法引入未知故障相信息至系统观测器,实现对多故障相特征信息准确分离,同时设计负载自适应参数辨识,准确重构各相电感电流,在变负载工况下实现复合开路故障检测和识别。最后设计了100 W三相交错并联Buck变换器样机,实验结果表明,所提复合开路故障诊断方法能准确地分离各故障相的特征信息,在变负载工况下实现了两个开关周期以内的故障诊断响应速度。 展开更多
关键词 功率器件 开路故障诊断 未知故障输入观测器 故障相解耦
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未知输入下的全闭环数控机床减振控制方法
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作者 史召峰 《太原学院学报(自然科学版)》 2025年第3期39-45,共7页
数控机床在实际应用中可能存在未知输入的现象,对于减振控制过程造成一定的影响,导致减振控制结果的振级落差较小。为了缓解这一问题,提出了未知输入下的全闭环数控机床减振控制方法。建立数控机床运行的连续状态空间方程,结合坐标的构... 数控机床在实际应用中可能存在未知输入的现象,对于减振控制过程造成一定的影响,导致减振控制结果的振级落差较小。为了缓解这一问题,提出了未知输入下的全闭环数控机床减振控制方法。建立数控机床运行的连续状态空间方程,结合坐标的构造与转换,分析相应的状态变量,并以此计算未知输入的估计方差值。根据数控机床传动链建立动力学方程。在此基础上,通过全状态反馈分析当前机床的振动参数,并生成相应的全闭环减振控制律。利用数控机床进行了实践测试,结果显示,该方法在实践应用中表现出了较高的振级落差,表明其减振控制效果较好,能够有效助力数控机床的稳定运行。 展开更多
关键词 数控机床 减振控制 全闭环控制 未知输入 机床振动
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控制方向未知的受限多智能体系统的预设时间模糊控制 被引量:1
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作者 李菲 周超 +1 位作者 范利蓉 王芳 《工程科学学报》 EI 北大核心 2025年第1期121-129,共9页
综合考虑受控制方向未知、输入受限和状态时延影响的有领导者多智能体系统的编队控制问题,设计基于模糊逻辑系统的预设时间一致性控制策略.为了保证编队输出误差在预设时间内满足预定的约束范围要求,引入预设时间性能函数,构造Lyapunov-... 综合考虑受控制方向未知、输入受限和状态时延影响的有领导者多智能体系统的编队控制问题,设计基于模糊逻辑系统的预设时间一致性控制策略.为了保证编队输出误差在预设时间内满足预定的约束范围要求,引入预设时间性能函数,构造Lyapunov-Krasovskii(L-K)泛函解决状态时延问题,将外界干扰和L-K泛函的导数中的部分项定义为未知非线性函数,并利用模糊逻辑系统对其进行估计,利用Nussbaum函数和均值定理分别处理控制方向未知和输入受限问题,基于以上设计,提出预设时间模糊控制策略,并通过Lyapunov稳定性理论,分析闭环系统的有界稳定性,数值对比仿真和两级化学反应器应用仿真说明控制方法的有效性. 展开更多
关键词 多智能体系统 状态时延 输出误差约束 输入受限 控制方向未知
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时滞和干扰下多智能体系统动态事件触发固定时间一致性 被引量:1
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作者 宁小刚 李宗刚 +1 位作者 陈引娟 杜亚江 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第2期323-334,共12页
针对具有输入时滞、未知干扰和切换拓扑的一阶多智能体系统,本文设计了基于个体的分布式控制器.在两种不同动态事件触发控制协议下,分别给出了系统可解实际固定时间平均一致性问题的充分性条件,且系统均不存在Zeno行为.其中,所提连续通... 针对具有输入时滞、未知干扰和切换拓扑的一阶多智能体系统,本文设计了基于个体的分布式控制器.在两种不同动态事件触发控制协议下,分别给出了系统可解实际固定时间平均一致性问题的充分性条件,且系统均不存在Zeno行为.其中,所提连续通信动态事件触发控制协议通过引入内部动态变量,使得触发条件能够实时变化,显著减少了个体触发的次数,降低了控制器更新频次和系统整体能耗,所提间歇通信动态事件触发控制协议仅需利用触发时刻的邻居信息,以及对内部动态变量的估计值,避免了个体间的连续通信,有效减少了系统的通信负担,节省了通信资源.数值仿真结果验证了所提控制协议的有效性. 展开更多
关键词 多智能体系统 动态事件触发控制 固定时间一致性 切换拓扑 输入时滞 未知干扰
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具有双未知输入的线性离散系统抗干扰滤波算法
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作者 董世桂 王娜 +1 位作者 赵克友 鹿子豪 《控制工程》 北大核心 2025年第9期1693-1699,共7页
对于具有双未知输入的线性离散系统,经典的递归三步滤波器无法应用,因此,提出一种新的抗干扰滤波算法,用于估计系统状态和双未知输入。首先,设计新息来获取测量方程中未知输入的估计值,进而得出状态方程中未知输入的估计值,再利用这2个... 对于具有双未知输入的线性离散系统,经典的递归三步滤波器无法应用,因此,提出一种新的抗干扰滤波算法,用于估计系统状态和双未知输入。首先,设计新息来获取测量方程中未知输入的估计值,进而得出状态方程中未知输入的估计值,再利用这2个未知输入估计值修正状态的一步预估值,最终得到系统状态的最小方差无偏估计值。数值仿真验证结果表明,当状态方程和测量方程中的未知输入信号不同时,所设计的滤波器仍能实现系统状态和双未知输入的最优估计。 展开更多
关键词 双未知输入 状态估计 未知输入估计
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基于广义最小阶指定时间未知输入观测器的风电机组故障估计
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作者 李俊强 郝万君 +3 位作者 崔国增 郝诗源 李泽 刘瑞阳 《机床与液压》 北大核心 2025年第23期196-202,共7页
针对风电机组(WTs)执行器故障估计易受未知干扰影响及实时性要求高等问题,提出一种基于广义最小阶指定时间未知输入观测器的故障估计改进方法。通过构建一个增广系统,使执行器故障成为系统状态的一部分,便于设计观测器对故障的状态进行... 针对风电机组(WTs)执行器故障估计易受未知干扰影响及实时性要求高等问题,提出一种基于广义最小阶指定时间未知输入观测器的故障估计改进方法。通过构建一个增广系统,使执行器故障成为系统状态的一部分,便于设计观测器对故障的状态进行估计。为了克服随机干扰对WTs故障估计性能的影响,设计广义未知输入观测器来实现随机干扰与执行器故障的解耦。针对现有故障估计方法存在的估计误差渐进式收敛,无法满足WTs对执行器故障估计实时性要求的现状,设计最小阶指定时间观测器来缩短故障估计时间。最后,以标准NREL 5MW风电机组为研究对象,进行仿真实验。结果表明:所设计的广义最小阶指定时间未知输入观测器对比传统广义未知输入观测器在对WTs执行器典型的渐变与突变故障进行估计时具有更好的实时性;对于突变故障,传统观测器约需1.5 s收敛,而此方法仅需约0.15 s;对于渐变故障,传统观测器约需1 s跟踪,而此方法仅需约0.1 s。此方法计算简单,计算成本低,更具有应用优势。 展开更多
关键词 风电机组 故障估计 实时性 广义未知输入观测器 最小阶指定时间观测器
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基于非线性前馈补偿的六旋翼无人机姿态稳定反步控制
7
作者 李书恒 何德峰 +1 位作者 廖飞 穆建彬 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第12期1891-1900,共10页
针对未知扰动作用下的六旋翼无人机姿态稳定控制问题,提出一种非线性前馈补偿的六旋翼无人机姿态稳定反步控制方法.采用非线性未知输入观测器,估计无人机的未知外部扰动,再引入Sigmoid跟踪微分器前馈补偿该扰动估计,进而改进设计六旋翼... 针对未知扰动作用下的六旋翼无人机姿态稳定控制问题,提出一种非线性前馈补偿的六旋翼无人机姿态稳定反步控制方法.采用非线性未知输入观测器,估计无人机的未知外部扰动,再引入Sigmoid跟踪微分器前馈补偿该扰动估计,进而改进设计六旋翼无人机的姿态稳定反步控制器.进一步,建立姿态跟踪偏差闭环系统的稳定性结果.对比仿真实验验证了所提方法的有效性和优越性. 展开更多
关键词 六旋翼无人机 反步控制 前馈补偿 非线性未知输入观测器
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结构状态-参数-激励同步实时识别的改进UKF方法
8
作者 黄可 刘春芳 +2 位作者 黄杜康 戴理朝 王磊 《振动与冲击》 北大核心 2025年第6期191-201,253,共12页
在激励未知情况下,针对现有基于无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)的结构识别方法存在未知量多、计算效率低,难以实现结构状态、结构参数和激励的实时更新等问题,提出了结构状态-参数-激励同步实时识别的改进UKF方法。该方... 在激励未知情况下,针对现有基于无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)的结构识别方法存在未知量多、计算效率低,难以实现结构状态、结构参数和激励的实时更新等问题,提出了结构状态-参数-激励同步实时识别的改进UKF方法。该方法通过将未知激励和未知参数模拟为随机游走模型,建立了结构状态、结构参数和外激励相统一的状态向量,有效减少识别过程中未知量的个数,并解决了未知激励不能同步更新的问题。利用刚度退化表征结构损伤,考虑识别过程中观测噪声的影响,基于地震作用下两个非线性迟滞模型算例验证了方法的有效性。结果表明:在仅观测非线性结构部分加速度响应的情况下,建议方法不仅能同步实时识别非线性结构的状态、参数以及外激励,还能在刚度退化之后实时追踪结构的刚度损伤。 展开更多
关键词 损伤识别 未知激励识别 无迹卡尔曼滤波 非线性结构 结构健康监测
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双惯量伺服系统振动主动抑制方法
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作者 周立恒 董岩 +1 位作者 王伟 宋建林 《制造业自动化》 2025年第4期99-105,共7页
针对于双惯量系统中存在的机械谐振问题,提出了一种基于未知输入观测器的模糊滑模控制方法。此方法主要包含未知输入观测器和模糊滑模控制器两部分。观测器部分采用不变流形原理设计,实现对传递力矩的观测并对其进行补偿。在此基础上设... 针对于双惯量系统中存在的机械谐振问题,提出了一种基于未知输入观测器的模糊滑模控制方法。此方法主要包含未知输入观测器和模糊滑模控制器两部分。观测器部分采用不变流形原理设计,实现对传递力矩的观测并对其进行补偿。在此基础上设计滑模控制器保证输出信号的跟踪精度,为了消除传统滑模控制本身存在的抖振问题,控制器部分提出了模糊控制与滑模控制相结合的方法,大大提高系统的动态响应性能。最后仿真验证了所提出方法的有效性。 展开更多
关键词 双惯量系统 机械谐振 未知输入观测器 模糊控制 滑模控制
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多智能体系统一致性控制及在多机电伺服系统中的应用 被引量:2
10
作者 江文超 姬彦豹 《船电技术》 2025年第3期83-87,共5页
针对含输入饱和且控制方向未知的多严格反馈系统,设计控制器保证领导者和跟随者的同步误差是渐进收敛的。此外,通过设计命令滤波器,对虚拟控制量的导数进行估计,避免了传统反步法推导过程中对虚拟控制量的求导,同时通过引入Nussbaum函... 针对含输入饱和且控制方向未知的多严格反馈系统,设计控制器保证领导者和跟随者的同步误差是渐进收敛的。此外,通过设计命令滤波器,对虚拟控制量的导数进行估计,避免了传统反步法推导过程中对虚拟控制量的求导,同时通过引入Nussbaum函数解决控制方向未知的问题。最后将该方法运用到多机电伺服系统中,通过数据仿真验证了所有控制器的有效性,保证系统的稳定性和跟踪性。 展开更多
关键词 输入饱和 多智能体系统 非线性 未知控制方向 命令滤波器 机电伺服系统
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带有未知死区微机械陀螺仪自适应神经网络量化容错控制
11
作者 高丽文 祝贵兵 李彦朝 《上海海事大学学报》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页
针对微机械陀螺仪控制受执行器未知死区、执行器故障、不确定动态、未知时变扰动等实际因素的影响,提出一种自适应神经网络量化容错控制方案。采用量化器减少信号量化过程中的抖动,同时减少执行器更新控制指令的频率。使用单参数自适应... 针对微机械陀螺仪控制受执行器未知死区、执行器故障、不确定动态、未知时变扰动等实际因素的影响,提出一种自适应神经网络量化容错控制方案。采用量化器减少信号量化过程中的抖动,同时减少执行器更新控制指令的频率。使用单参数自适应技术抑制系统中不确定动态和未知时变扰动的集总扰动,使用有界估计和参数自适应等技术补偿未知死区、执行器故障和输入量化的影响,从而减少系统的计算负载。在反步法框架下,引入平滑函数,设计一种自适应神经网络容错控制律,以处理执行器未知死区非光滑非线性行为。理论分析证明,微机械陀螺仪轨迹跟踪闭环控制系统中的所有信号均有界,并且数值仿真证明了所提出的控制方案有效。 展开更多
关键词 微机械陀螺仪 容错控制 输入量化 神经网络控制 未知死区
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一种基于最优未知输入观测器的故障诊断方法 被引量:43
12
作者 胡志坤 孙岩 +2 位作者 姜斌 何静 张昌凡 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期1225-1230,共6页
针对含有未知输入干扰和噪音的不确定动态系统,使用全阶未知输入观测器(Unknown input observer,UIO)来消除干扰项,实现状态估计,结合Kalman滤波器算法来求解状态反馈矩阵,以使得输出残差信号的协方差最小,从而增强系统对噪声的鲁棒性,... 针对含有未知输入干扰和噪音的不确定动态系统,使用全阶未知输入观测器(Unknown input observer,UIO)来消除干扰项,实现状态估计,结合Kalman滤波器算法来求解状态反馈矩阵,以使得输出残差信号的协方差最小,从而增强系统对噪声的鲁棒性,实现了一种基于最优未知输入观测器的残差产生器.采用极大似然比(Generalized likelihood ratio,GLR)的方法对残差信号进行评估,通过设定的阈值来提高诊断率.最后以风力发电机组传动系统出现加性传感器故障和乘性传感器故障为例,进行了残差信号的仿真,仿真结果说明了该方法的有效性. 展开更多
关键词 故障诊断 未知输入观测器 KALMAN滤波器 极大似然比
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具有未知输入干扰的观测器设计 被引量:30
13
作者 李振营 沈毅 胡恒章 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期471-473,共3页
提出一种全阶比例积分观测器。该观测器包含有估计误差的比例和积分回路 ,可同时得到状态和未知输入估计。分析了比例积分观测器的结构和估计性能 ,给出并证明了其存在条件 ,由于存在条件弱于未知输入观测器 ,该比例积分观测器可以更广... 提出一种全阶比例积分观测器。该观测器包含有估计误差的比例和积分回路 ,可同时得到状态和未知输入估计。分析了比例积分观测器的结构和估计性能 ,给出并证明了其存在条件 ,由于存在条件弱于未知输入观测器 ,该比例积分观测器可以更广泛地应用于基于观测器的技术方案。通过一个飞行器线性化模型 ,进行了比例积分观测器设计。仿真结果表明 ,比例积分观测器的估计性能优于常规 展开更多
关键词 未知输入 比例积分观测器 干扰 设计 飞行器
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基于自适应未知输入观测器的非线性动态系统故障诊断 被引量:22
14
作者 胡正高 赵国荣 +1 位作者 李飞 周大旺 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期901-906,共6页
针对以往故障诊断研究中要求故障或故障导数及系统干扰的上界是已知的不足,以及难以同时诊断执行器故障和传感器故障的问题,提出一种自适应未知输入故障诊断观测器,能够同时重构非线性动态系统的执行器故障和传感器故障.首先,利用H_∞... 针对以往故障诊断研究中要求故障或故障导数及系统干扰的上界是已知的不足,以及难以同时诊断执行器故障和传感器故障的问题,提出一种自适应未知输入故障诊断观测器,能够同时重构非线性动态系统的执行器故障和传感器故障.首先,利用H_∞性能指标抑制未知输入对故障重构的影响,采用Lyapunov泛函得到观测误差动态系统的稳定性;然后,通过线性矩阵不等式求解观测器增益阵,并实现故障重构;最后,通过直流电机系统的仿真验证了所提出方法的有效性. 展开更多
关键词 故障诊断 故障重构 未知输入 非线性动态系统 LYAPUNOV泛函
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基于UIO的航空发动机控制系统传感器故障诊断 被引量:12
15
作者 覃道亮 何皑 +1 位作者 孔祥兴 王曦 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1396-1404,共9页
研究了航空发动机控制系统传感器鲁棒故障检测与隔离问题,提出了一种克服不同干扰对控制系统诊断性能影响的方法.应用未知输入观测器(unknown input observer,简称UIO)理论来解耦航空发动机动态系统干扰,并针对控制系统传感器设计一族U... 研究了航空发动机控制系统传感器鲁棒故障检测与隔离问题,提出了一种克服不同干扰对控制系统诊断性能影响的方法.应用未知输入观测器(unknown input observer,简称UIO)理论来解耦航空发动机动态系统干扰,并针对控制系统传感器设计一族UIO,提取出一系列的传感器残差特征数据,通过分析残差队列的幅值特性,实现航空发动机控制系统传感器故障诊断.在高斯白噪声、模型工作点变化和非高斯噪声三类干扰下的数字仿真结果表明,不管何种干扰,UIO诊断方法均能检测和隔离出传感器故障,在诊断鲁棒性方面,要优于Kalman滤波器诊断算法. 展开更多
关键词 未知输入观测器(UIO) 航空发动机控制 传感器故障 故障诊断 残差生成
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自校准Kalman滤波方法 被引量:12
16
作者 傅惠民 吴云章 +1 位作者 娄泰山 肖强 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1363-1368,共6页
提出一种自校准Kalman滤波方法(SKF),建立SKF模型及其滤波递推算法.在深空探测、发动机故障诊断等许多工程实际中,由于未知输入(如突风、故障、未知的系统误差等)的影响,传统的Kalman滤波方法在滤波递推过程中会产生较大误差.文中提出... 提出一种自校准Kalman滤波方法(SKF),建立SKF模型及其滤波递推算法.在深空探测、发动机故障诊断等许多工程实际中,由于未知输入(如突风、故障、未知的系统误差等)的影响,传统的Kalman滤波方法在滤波递推过程中会产生较大误差.文中提出的自校准Kalman滤波方法能够自动补偿这种未知输入的影响,提高滤波精度.从某飞行器仿真中可以看到,SKF的滤波误差均值和方差分别比传统的Kalman滤波方法降低了400%和300%以上,有效地改善了滤波效果.并且该方法计算简单,便于工程应用. 展开更多
关键词 自校准Kalman滤波 未知输入 滤波精度 故障诊断 深空探测
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基于迭代学习观测器的卫星姿态控制系统的鲁棒容错控制 被引量:13
17
作者 管宇 张迎春 +1 位作者 沈毅 贾庆贤 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1080-1086,共7页
针对卫星在轨运行时存在执行机构故障和空间干扰问题,提出了一种将迭代学习与未知输入观测器(IL-UIO)相结合的鲁棒容错控制方法。该方法在继承了未知输入观测器干扰解耦优点的同时,运用迭代学习技术,利用前一时刻姿态角速度偏差和IL-UI... 针对卫星在轨运行时存在执行机构故障和空间干扰问题,提出了一种将迭代学习与未知输入观测器(IL-UIO)相结合的鲁棒容错控制方法。该方法在继承了未知输入观测器干扰解耦优点的同时,运用迭代学习技术,利用前一时刻姿态角速度偏差和IL-UIO输入来更新当前故障信息,实现了执行机构的在线故障重构。进一步基于Lyapunov方法从理论上证明了设计的IL-UIO鲁棒稳定性和姿态角速度偏差一致有界性。最后,建立卫星闭环姿态控制系统对方法进行验证,仿真结果验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 迭代学习 未知输入观测器 故障重构 鲁棒容错控制 卫星姿控系统
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考虑未知输入的主动悬架路面高程与等级识别研究 被引量:7
18
作者 丁仁凯 蒋俞 +3 位作者 汪若尘 刘伟 孟祥鹏 孙泽宇 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期278-286,共9页
通过主动悬架的精确控制提高车辆乘坐舒适性与行驶安全性的基本前提是进行路面高程与等级识别。本文中设计了考虑未知输入的卡尔曼观测器,以获取路面高程信息;根据路面高程建立AR模型,得到路面功率谱密度,并求取兴趣频段内路面功率谱密... 通过主动悬架的精确控制提高车辆乘坐舒适性与行驶安全性的基本前提是进行路面高程与等级识别。本文中设计了考虑未知输入的卡尔曼观测器,以获取路面高程信息;根据路面高程建立AR模型,得到路面功率谱密度,并求取兴趣频段内路面功率谱密度均方根值,实现了路面的等级分类。仿真分析了不同工况下路面高程估计方法和路面等级分类方法的准确性,并搭建了试验台架,验证了所提出路面高程估计方法和路面等级分类方法的有效性,为主动悬架的智能控制提供了必要条件。 展开更多
关键词 主动悬架 未知输入 卡尔曼观测器 路面高程估计 路面等级分类
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未知输入下的复合反演研究 被引量:13
19
作者 陈健云 王建有 林皋 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期6-10,16,共6页
回顾了近年来未知输入情况下的结构参数识别算法,并针对未知输入情况下的复合反演算法做了深入研究,总结归纳了这类算法的特点和应用条件,并在此基础上提出了能够用于具有多个未知输入组合下的复合反演算法。此方法是基于最小二乘原则... 回顾了近年来未知输入情况下的结构参数识别算法,并针对未知输入情况下的复合反演算法做了深入研究,总结归纳了这类算法的特点和应用条件,并在此基础上提出了能够用于具有多个未知输入组合下的复合反演算法。此方法是基于最小二乘原则并结合统计平均思想的一类迭代算法,对于在多个未知输入情况下的结构(例如在地震动和风荷载共同作用下等),可以用来识别结构参数并同时反演多个未知输入。与仅适用于具有一个未知输入情况下的复合反演算法相比,本文方法具有更广泛的应用背景,最后以一个4层剪切型结构为例来验证本文方法。有噪声情况下和无噪声情况下的识别结果显示本文方法具有一定适用性。 展开更多
关键词 参数识别 复合反演 未知输入 地震动 风荷载
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未知输入条件下的结构物理参数识别研究 被引量:37
20
作者 李杰 陈隽 《计算力学学报》 CAS CSCD 1999年第1期32-40,共9页
研究在输入信息未知条件下识别结构物理参数的问题。根据建筑结构风荷载的作用特点,提出了一类时域识别算法,用于高层建筑结构的结构物理参数识别。文中对算法给出了理论证明。数值分析算例表明:不考虑量测噪声时,文中方法可给出结... 研究在输入信息未知条件下识别结构物理参数的问题。根据建筑结构风荷载的作用特点,提出了一类时域识别算法,用于高层建筑结构的结构物理参数识别。文中对算法给出了理论证明。数值分析算例表明:不考虑量测噪声时,文中方法可给出结构参数的精确识别结果; 展开更多
关键词 系统识别 结构参数 未知输入 物理参数识别
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