一、弦振动数学模型用于导线振动时的改进（论文文献综述）
陈晓娟[1]（2021）在《考虑垂直风切变的大跨越架空导线微风振动机理研究》文中研究指明输电线路的安全运行是保障国家电力供应的重要环节,大跨越输电线路作为远距离特高压输电线路中的“咽喉”工程,由于其结构的特殊性,在低速层流风作用下极易诱发导线形成持续的微风振动,从而引起导线固定端的疲劳断股、断线和防振金具的破损失效,理解和掌握大跨越导线微风振动机理有重要的理论和应用价值。本课题全面评估大跨越导线运行环境、结构特点,关注大跨越导线的大弧垂特性,考虑平坦地形中风速分布随高度垂直切变的实际规律,提出大跨越导线微风振动的局部锁定理论,将局部锁定简化为局部激励,以局部激励下大跨越导线微风振动的波动过程为研究内容,采用波动复域分析法结合实验研究探索大跨越导线局部锁定后的波动行为以及引起整档线路稳定振动的判别条件,进而揭示大跨越导线微风振动稳定驻波形成机理。论文的主要研究内容及成果如下:（1）局部锁定理论的提出和模型描述。从大跨越导线弧垂高度大和风速随高度梯度分布的实际规律出发,指出实际作用于导线上的风速分布具有显着的垂直切变特性。提出垂直切变风场中,风载荷与大跨越导线更易形成“局部锁定”现象;将局部锁定引起的局部风载荷加强的现象简化为局部激励;从大跨越导线的结构特征出发,建立有阻尼的一维连续弦模型研究大跨越导线的横向微风振动行为。局部锁定理论的提出及局部激励下导线微风振动模型的建立为大跨越导线微风振动的机理研究奠定了理论基础。（2）大跨越导线微风振动波的传播与色散研究。将大跨越导线简化为有阻尼连续弦模型,从振动波的角度,分析了四种退化模型的复波数、相速度与频率之间的色散关系,以及等效弹性刚度和阻尼对振动波传播的影响规律。指出当激励频率大于临界频率时,导线模型的振动波为两列方向相反的传播行波;传播过程中各阶频率相速度主要由结构参数确定,弹性刚度使振动波出现色散现象;而阻尼决定了振动波在传播过程中的衰减特性,对结构的色散现象影响不大;研究结果为局部激励下导线微风振动格林函数解的研究提供理论基础。（3）局部激励下大跨越导线微风振动波的格林函数解研究。考虑到局部锁定区域相对导线整档长度而言范围较小,进一步将局部激励简化为点源激励,构建了档端无约束的无限长有阻尼导线在局部点源激励下的微风振动方程,利用积分变换法结合留数定理详细推导了模型响应的显式格林函数解,验证了小阻尼解的有效性,研究了结构参数和激励参数对波响应的影响规律。指出大跨越导线模型在简谐点源激励下的响应表现为从激励源沿导线向两侧档端传播的空间衰减的简谐行波,其行波特性与激励频率比和系统阻尼比关系密切。最后采用自主开发的图像测量技术开展导线在局部瞬时激励下的波动实验,定性验证了导线内行波的传播演化特性。（4）局部激励下大跨越导线微风振动波特性研究。构建了档端约束的有阻尼导线在档内任意位置点源激励下的微风振动方程,基于大跨越导线的小阻尼特性,获得了周期点源激励下大跨越导线波动响应表达式。依据振动波沿展向的衰减特性,将导线内的波动过程分为驻波振动、行波振动以及驻波和行波的混合振动等三种类型,提出导线波动类型发生的判别参数,给出判别参数和波动类型之间的定性关系。分析了激励位置对大跨越导线波动幅值的影响规律,指出激励位置作用在振动波的理想波峰时形成的振动波幅值显着。开展了局部风激励作用下导线的波动实验,利用视频采集结合图像处理获得导线的横向振动信号,实验结果验证了局部激励下导线的横向波动特性,包括局部激励引起整档导线的稳定驻波振动,实际导线的驻波振动不存在理想波节等,实验结果与理论分析一致。（5）附加局部外阻尼的导线系统模态阻尼比的研究。基于对大跨越导线在局部激励下的微风振动波特性的认识,提出提高系统阻尼比是抑制导线形成整档稳定驻波振动的有效手段,结合工程中大跨越导线常用防振措施的结构特点和工作原理,将典型防振措施——防振锤,简化为弹簧质量振子系统,构建了附加局部外阻尼装置的导线系统模型,计算获得了系统的复特征频率,开展了系统模态阻尼比的影响因素分析,指出局部外阻尼的等效参数和安装参数对系统阻尼比的影响规律。研究结果为大跨越导线微风振动的防振设计提供了理论基础。上述研究揭示了垂直切变风中大跨越导线局部锁定后的微风振动波演化规律,提出了大跨越导线微风振动波类型的判别参数及条件,通过理论分析指出了导线系统模态阻尼比的影响因素,发展了考虑垂直风切变的大跨越导线微风振动的局部锁定机理。
罗德昌[2]（2021）在《基于EMI和ANN技术的吉他振动特性研究》文中进行了进一步梳理目前对吉他的研究主要集中在结构方面,对其声学以及振动特性方面的研究较少,针对这个问题,本文以吉他为研究对象,提出一种基于EMI技术的振动特性检测的方法,对吉他的振动特性进行研究。首先对吉他琴弦以及共鸣箱的振动特性进行有限元仿真分析;然后搭建了基于振动特性的声学以及压电阻抗实验平台,完成了吉他的声音实验和阻抗实验;最后在仿真数据的基础上,通过MATLAB神经网络完成了对吉他琴弦不同直径的识别。本文的主要研究内容如下:（1）对PZT-4的压电效应、压电方程以及PZT-4驱动的SMD系统的电导纳和阻抗公式进行了推导;分析了吉他的声学系统,借助于十二平均律法,对弦上每一品的频率值进行了计算;对琴弦振动的模型、振动条件以及振动的类型进行了分析,对共鸣箱的振动模型进行了分析,确定了后面仿真所需要的参数变量。（2）首先对谐响应分析的基本原理进行了分析;随后计算出了每根弦所受到的张力大小,并通过Workbench对琴弦进行谐响应分析,求解出了 1弦所有品的频率值,并将谐响应分析的结果与理论的计算结果进行了对比;最后通过Workbench对不同直径、长度以及张力的弦进行模态分析,并对仿真结果进行归纳总结。（3）设计构建了吉他声音实验平台,对吉他进行声音采集实验,以1弦为例,得到其各品的频率值,并将仿真结果与理论值进行对比;其次对吉他的实体模型进行了建立,然后进行了模态分析,总计归纳了不同因素对其模态频率的影响;通过对粘贴PZT-4和未粘贴PZT-4的共鸣箱进行压电谐响应分析,排除了 PZT-4对共鸣箱固有频率的影响,并得到了共鸣箱在扫频电压激励下的频率响应图;最后搭建了吉他共鸣箱的压电阻抗实验平台对共鸣箱进行阻抗实验,得到共鸣箱的阻抗频谱图,并与仿真分析得到的频谱图进行对比,验证了仿真结果的正确性。（4）以不同琴弦的仿真实验数据为基础,构建了基于MATLAB神经网络的数据预测平台,将固有频率作为识别参数,实现了对琴弦直径的预测。图[56]表[17]参[94]
钟强[3]（2021）在《结构高频声振统计特性及能量辐射传递模型研究》文中研究指明各向异性复合材料结构具有良好的耐腐蚀性、高比强度及高比刚度等优良特性已被广泛应用于航空航天、交通运输等重要工程领域,如大型客机蒙皮、高速飞行器热防护和高铁车身壁板等。这些结构在服役过程中,常须承受由于湍流边界层引起的高频脉动激励的作用。近年来,由此产生的高频声振耦合问题也引起了相关学者的广泛关注。由于有限元和边界元法等确定性分析方法在求解复杂组合结构的声振耦合问题时有频率上限的问题,往往不适合高频声振耦合分析。为此,相关学者提出了以统计平均的能量作为分析变量的方法,如统计能量分析（SEA）,振动传导法（VCA）和能量辐射传递法（RETM）等。其中,RETM由热辐射传递比拟而来,属于几何声学的范畴,能够较好的估计三个维度的能量响应分布及功率流场。但目前RETM仅适用于均匀各向同性介质,限制了其在复合材料振动相关领域的应用,而且在实际工程中,能量变量往往不能直接应用。为此本文从RETM的基本理论出发,针对复合材料结构的高频声振耦合问题以及能量与应力/应变之间的转换关系开展研究,主要内容包括:（1）高频声振耦合系统统计性分析方法理论框架的梳理。首先回顾了 SEA的基本理论,明确相关参数的物理意义;然后研究了梁、板和声腔的高频能量在阻尼-频率平面内的振动能量场的统计特性,包括对三种振动场（模态场、扩散场以及自由场）的解;最后,利用SEA与传递矩阵法（TMM）介绍了层状多孔吸声介质在被动隔振方面的应用。（2）基于RETM的复合材料梁高频振动分析方法研究。以复合材料层合梁为研究对象,首先基于铁木辛柯梁（Timoshenko beam）模型,推导了层合梁的频散关系、波群速度、点导纳、模态密度、输入功率等参量,建立了一维结构多波传播系统的RETM模型;然后,将该模型与欧拉-伯努利梁（Euler-Bernoulli beam）的RETM模型相关计算结果进行比较,得出在横向振动场由弯曲占主导的频段两模型几乎没差别,但在剪切和弯曲共同主导的较高频段差别显着;最后,还将RETM结果与波传法（WPA）的理论解进行对比,验证本文所建立模型的正确性。（3）基于RETM的各向异性二维介质高频振动分析方法研究。首先,利用费马定理（Fermat’s principle）证明了能量射线在均匀二维各向异性介质中沿直线传播,并理论证明了在耦合各向异性介质的耦合边界处费马定理与斯涅尔定律（Snell’s law）的等价性;然后,首次推导了各向异性二维介质中点源的辐射功率流强度函数的显示表达式;最后,将RETM用于估计正交各向异性薄膜、汽车轮胎和各向异性薄板等结构的高频振动响应,并将预示结果与模态叠加理论解或者有限元（FEM）解进行对比,验证了 RETM模型在二维各向异性介质高频振动能量分布和能量流场预示中的有效性。（4）基于RETM的高频振动应力/应变积分表达式的建立。本文首次通过RETM来估计结构稳态高频振动应力/应变。首先,通过理论证明了梁和薄板在高频振动时,其动能密度等于势能密度;再根据弹性理论中弹性势能的表达式建立能量密度与应力/应变之间的转换关系;然后,根据RETM理论,计算点的应力/应变均方值由经过该点的能量射线携带的能量所转换的应力/应变均方值叠加而来,由此构造了应力/应变均方值的积分表达式;最后,通过若干算验证了表达式的正确性。
邓驰[4]（2021）在《基于光栅阵列传感OPGW光缆运行状态监测的应用研究》文中进行了进一步梳理光纤复合架空地线（Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire,OPGW）是把光纤放置在架空高压输电线的地线中,用以构成输电线路上的光纤通信网,是电力特种光缆的一个重要发展方向。随着电力系统光纤通信网络的建设,国家在OPGW光缆的投入大大增加,如何保护OPGW光缆安全运行就成了至关重要的一环。在实际应用中,OPGW光缆通常会遭受雷击和覆冰灾害。雷击会造成高压输电线路跳闸事故,大部分跳闸事故都是由雷击造成。同时雷击还会引起输电线路闪络,破坏电力系统的稳定性,严重时可能造成电网大面积停电;当南方进入冬天,温度到达0℃左右时,户外的OPGW光缆会出现覆冰现象,导致光缆间的拉力增大,当光缆的拉力过大时,会造成地线断线,倒塔事故等。为了实现对OPGW光缆的实时监测,本文在基于光栅阵列传感技术下,提出了监测OPGW光缆温度和振动的方法,通过温度和振动信息来监测OPGW光缆的运行状态,通过监测到的信息对雷击事故和覆冰状态进行分析。本文将光栅阵列温度和振动传感器加入到OPGW光缆的结构中,通过光栅阵列实时监测光缆沿线的温度和振动信息。通过光缆的实时温度来分析是否遭受雷击。同时利用振动信息提出了一种基于弦振动模型对处于风激振动的光缆的拉力值监测的方法,通过MATLAB软件处理振动信号和波长解调算法,还原OPGW光缆风激振动时的振动频率和驻波波长,将解得频率和波长值结合弦振动模型求出OPGW光缆上的拉力值,通过光缆间的拉力值来分析覆冰状态。论文的主要工作如下:（1）首先介绍了传统输电线路在户外运行过程中遇到的雷击和覆冰等灾害,以及近年来世界各地的受灾情况,且在传统输电线路加入光通信单元的新型光纤复合架空地线（OPGW）,比起传统输电线路更易受灾。然而传统的输电线路监测方法中存在很多弊端,因此出现了新型利用光纤传感技术来对OPGW运行状况进行监测的方法。本文对光纤传感技术在OPGW中监测研究状况进行了介绍,重点对使用弱光栅阵列的传感技术来监测OPGW的研究现状进行了说明。（2）本文对基于弱光栅阵列的光纤传感技术监测OPGW光缆的原理进行了介绍。首先介绍了光纤光栅传感的基本原理和弱光纤光栅的时分复用原理。分别从温度监测和振动监测两个角度,介绍了相应的传感系统的原理,以及其对应的信号解调技术。然后介绍了弱光纤光栅传感器在OPGW光缆中的结构应用。（3）对基于弱光栅阵列传感的OPGW光缆的温度监测进行了介绍。首先对弱光栅阵列温度传感器在OPGW中的结构进行了模拟,利用该结构进行了模拟雷击实验。然后利用实际的OPGW光缆进行了高低温箱实验和雷击实验,对实验数据进行处理分析。验证通过光栅阵列温度传感技术监测OPGW雷击和温度的可行性。（4）对基于弱光栅阵列传感的OPGW光缆的振动监测进行了介绍。通过对OPGW光缆的振动监测进而求得光缆拉力值,通过拉力值大小来描述光缆覆冰状态。首先介绍了弦振动驻波理论和OPGW光缆应用弦振动驻波理论的条件。通过OPGW振动监测系统采集振动信息,设计相应的弦振动的频率和驻波半波长的解调算法。然后通过风激振动实验所得数据,对OPGW光缆应用弦振动驻波模型进行了验证。再根据解调算法得出OPGW光缆振动时的频率和驻波半波长,验证通过光栅阵列振动传感技术计算出拉力值的可行性,并分析该方法算出拉力值的误差。
陶伊平[5]（2020）在《基于LNN神经网络和XGBoost算法的索结构多参数识别》文中研究说明索支承体系桥梁是现阶段大跨度桥梁中的主要结构形式,而拉索则是索支承体系桥梁中至关重要的受力和传力构件。因此,准确地识别拉索索力等参数在桥梁的施工控制和安全运营中具有重要意义。本文基于索力测试中最常用的频率法理论,分析了拉索索力、抗弯刚度等参数和自振频率之间的复杂规律,提出了使用 LNN（Legendre Neural Network,勒让德神经网络）和 XGBoost（eXtreme Gradient Boosting,极端梯度提升）算法来进行基于频率法的拉索多参数识别研究,并通过试验验证了上述两种方法的精度和可行性。本文的主要工作如下:（1）推导了不同边界条件下,拉索索力、抗弯刚度等参数和自振频率的关系式,对于部分特殊边界条件下拉索的超越方程,构建了 LNN神经网络进行方程的求解。对于复杂边界条件下的拉索,引入弹性边界的概念,假定拉索两端支座存在转动约束刚度,推导了考虑弹性边界的拉索振动微分方程,并构建了 LNN神经网络基于该方程在已知拉索前三阶频率的情况下求解其索力、抗弯刚度和两端支座转动约束刚度。（2）对于拉索各项参数关系不能完全满足拉索振动微分方程的情况,采用XGBoost算法进行拉索多参数识别研究。采用由有限元软件基于实际拉索数据构建的几千组模拟拉索样本来训练XGBoost算法,并通过预测由有限元软件构建的测试集样本,证明了该算法的参数识别精度在95%以上,满足实际工程要求。同时,引入目前机器学习中使用较多的BP神经网络、极限学习机和贝叶斯方法利用同样的训练集和测试集进行拉索参数识别,验证了 XGBoost算法相较于上述三种方法的优越性。（3）设计了拉索缩尺模型试验,获得了不同索长和张拉力下实体拉索的前三阶频率,分别采用LNN神经网络和XGBoost算法根据试验拉索前三阶频率和索长进行索力、抗弯刚度等参数的识别,最终证明了上述两种方法在未知边界条件的拉索参数识别中的可行性和精度。（4）基于参考文献中杭州某桥吊杆、宁波某桥吊杆和贵州某桥吊杆的工程实测数据,在已知边界条件为两端固接的情况下,分别采用LNN神经网络和XGBoost算法根据吊杆前两阶频率和索长进行索力和抗弯刚度的识别,最终证明了上述两种方法在两端固接吊杆参数识别中的可行性和精度。
刘申[6]（2020）在《基于丝材振荡的钛丝超声振动拉拔理论与实验研究》文中提出拉拔是金属胚料在外加拉力作用下被迫穿过一系列孔径递减的模具以实现截面缩减、形状改变或性能提升的塑性加工方法,主要应用于金属棒、线、管材等工业原材料的生产。钛及钛合金作为新兴的战略金属材料,在国防工业和国民经济中具有广泛的应用前景。然而,钛及钛合金属于难拉拔材料,其传统拉拔工艺存在诸多弊端。传统钛丝拉拔一般在高温下进行,涉及复杂的热处理、润滑处理和表面处理,耗能大且污染环境。加工中存在拉拔力大、易断丝等问题,且产品尺寸精度低、表面质量差,难以满足工业需求。超声振动有利于降低拉拔力、改善模具与丝材接间接触关系、减少丝材产品表面缺陷和提高生产效率,是一种重要的塑性加工手段。因此,开展钛及钛合金丝的超声振动拉拔研究对提高钛丝生产效率及理解超声振动在金属塑性成型中的作用机理有重要意义。尽管在金属棒、线、管材拉拔过程中施加超声振动可以带来诸多好处,但对于超声振动的作用机理,当前的研究还不够深入,缺少拉拔力的完整、定量理论推导。本文首先基于球形速度场理论和上限法推导常规拉拔力的解析数学模型。然后,在考虑丝材柔性的基础上根据应力波理论探讨丝材与模具间的接触关系,将超声振动丝材拉拔过程归结为移动弦的受迫振动问题,推导其微分方程。然后,基于超声振动的应力叠加学说,结合数学物理方法、应力波反射与叠加理论、弹塑性力学等知识对弦振动方程进行求解,分析弦上张力的变化规律。在此基础上,根据模具与收丝端间距的不同,分三种情况对不同拉拔速度和模具振幅下超声振动拉拔力及平均拉拔力进行计算。结果表明:模具位置一定时,超声振动拉拔力随模具振幅的增大而下降,随拉拔速度的增大而上升;当拉拔速度与模具振幅一定时,拉拔力的降低幅度受模具与收丝端间距的影响:当其接近超声振动在丝材中传播的半波长时降幅最大;接近其1/4波长时降幅最小。为解决单模具超声振动拉拔中丝材与模具减径区表面无法分离的问题,提出双模具超声振动拉拔的方法。第一道次加工为第二道次提供反向拉拔力,从而降低第二道次丝材与模具间的接触应力和摩擦应力,进而实现丝材与模具的周期性分离。为验证第3章中理论分析的正确性和双模具超声拉拔方法的可行性,在考虑丝材弹塑性的基础上,按照实际丝材长度在有限元软件中建立细长钛丝超声振动拉拔的轴对称有限元仿真模型。单模具超声拉拔仿真结果与理论分析（仅指数学建模相关理论分析,后文不再赘述）结果基本一致,揭示了拉拔力降低的原因是丝材上的张力波动。在超声振动作用下,常规拉拔时的连续加工过程转变为超声拉拔时的断续加工过程。一个模具振动周期被分割为加工阶段和非加工阶段,两者的时间占比受超声振幅和拉拔速度影响。存在某一由模具频率、振幅决定的临界速度,当拉拔速度大于该值时,施加超声振动不再引起拉拔力的降低。模具与收丝端间距对拉拔力的影响也与理论分析结果一致。双模具超声振动拉拔仿真结果表明:双模具拉拔中,两模具间会发生耦合;除模具振幅与拉拔速度外,总拉拔力及两道次拉拔力的分配还受模具振动方式、模具位置及两模具相位等因素的影响;在一定位置分布和相位下可实现两模具间振幅的相互叠加或抵消;满足一定条件时,双模具超声振动拉拔可有效减小第二道次模具与丝材间的接触应力和摩擦应力,实现丝材与模具减径区表面的周期性分离。在前述理论与仿真分析的基础上,研制了用于钛丝拉拔的纵向超声振动系统。通过模态分析研究了前端质量负载、中部过渡圆弧对变幅杆振动性能的影响,固定方式对换能器及超声振子振动性能的影响。仿真结果表明:附加前端质量会大大降低变幅杆的一阶纵振频率;开设过渡圆弧可提高阶梯变幅杆共振频率;与自由状态相比,节面固定后换能器和超声振子的频率均略有提升。通过谐响应分析和瞬态分析对换能器和超声振子的频域特性和时域特性进行预测。对装配后两性能接近的振子进行振型检测和阻抗测试,并对其输出端及模具位置处的振幅进行测试。检测和测试结果表明:在同一电源驱动下,两振子可实现同步振动,但其振幅较其各自工作时有所降低,共振频率也有所偏移。搭建了单模具和双模具超声振动拉拔实验平台,研究了拉拔速度、模具振幅及双模具拉拔中两模具振动方式、位置分布、相位差对拉拔力的影响规律。对实验结果、理论计算结果和仿真结果进行对比,三者呈现很好的一致性,证明了理论分析和有限元仿真模型的正确性和合理性。利用扫描电镜对拉拔后的钛丝进行表面形貌检测,结果表明:提高拉拔速度和施加较小幅度的超声振动均有利于去除丝材表面缺陷;但当模具振幅超过某一阈值后,超声振动引起的丝材表面质量提升效果有所减弱;该阈值随着拉拔速度的增加而上升。
孙娟[7]（2020）在《动载荷作用下的吊弦应力特性研究》文中研究指明接触网是高速铁路上空架设的一条特殊形式的输电线路,其作用是为电气化列车提供电能,它的主要组成部分有:承力索、吊弦及接触线。吊弦起着保持接触线并将其连接到承力索的作用,它不仅要确保电流正常通过,而且还必须具有较强的耐疲劳性。当受电弓高速滑过接触线时,作用在吊弦上的循环应力可能会导致吊弦疲劳断裂,成为行车安全的一大隐患,因此,研究吊弦的应力特性意义重大。本文主要研究内容如下:一、利用截面法,从理论上推导了吊弦的应力计算方程;采用有限差分法将计算应力的偏微分方程转换为差分方程,并画出流程图,为后续编写MATLAB数值计算程序奠定基础。二、研究了载荷位置对吊弦应力的影响。首先,选取简单链型悬挂接触网的一跨吊弦作为研究对象,将接触线作为梁单元进行处理,利用等截面梁的自由振动方程和强迫振动方程,推导了接触线的响应方程,从而确定出各吊弦的初边值条件;其次,结合吊弦的应力计算方程,编写MATLAB程序数值计算出各吊弦的应力;最后,通过改变载荷位置,数值观察各吊弦的应力变化,分析载荷位置对吊弦应力的影响。结果表明:与静载荷相比,动载荷作用下的吊弦应力大小有显着增加;受载时吊弦应力变化大致经历即刻回弹、衰减振动、弯曲压缩这三个阶段;距载荷越近,吊弦的垂向位移越大,致使其应力幅度和最大拉应力也相应增大;载荷位置对吊弦应力的改变有显着影响,在考虑接触线两端为自由边界时,载荷作用在接触线边缘处较中间处会引起附近的吊弦出现更大的拉应力。因此,在每跨的两端增加支座进行约束是非常必要的。三、研究了接触线张力对吊弦应力的影响。在接触线两端增加支座并施加张力的条件下,推导了接触线的响应方程,确定出各吊弦的初边值条件,并结合吊弦的应力方程,数值计算出各吊弦的应力。结果表明:增加支座和张力后,吊弦应力幅度和最大拉应力较无支座和张力情况显着下降;张力越大,吊弦应力幅度和最大拉应力越小;张力较小时,载荷位置附近的吊弦应力变化仍有较为明显的即刻回弹、衰减振动、弯曲压缩这三个阶段,但随着张力增大到一定程度,衰减振动阶段消失。因此,控制接触线的振动响应能够有效地降低吊弦应力幅度和最大拉应力,从而提高吊弦的工作可靠性。
黄鸣[8]（2020）在《基于相位负反馈的振弦式陀螺驱动电路研究》文中进行了进一步梳理陀螺是一种用于测量物体角速度的传感装置,广泛应用于海军、陆军、空军以及民用等多个领域。传统基于哥氏效应的微机械陀螺大都采用幅值检测方式,很难兼顾陀螺的微型化与高精度化,振弦式陀螺采用频率检测方式,振弦越细,频率越高,陀螺就越小,精度越高,其振弦振动频率信号中会调制加速度信号和驱动方向的振动信号,故产生稳定可靠的驱动信号对解调出加速度信号至关重要。针对传统自激驱动方式和锁相环驱动方式的缺点,研究了一种基于相位负反馈的振弦式陀螺驱动电路,以满足驱动信号自动调节与快速稳定的要求。首先,介绍了振弦式陀螺的基本理论和工作原理,研究了振弦式陀螺在驱动方向的动力学模型,建立了陀螺等效的GLC电学模型,分析验证了陀螺驱动模态的幅频特性和相频特性,其幅频特性说明了陀螺谐振驱动的必要性,其相频特性为陀螺相位负反馈驱动电路设计提供了理论依据。其次,设计了基于相位负反馈的频率追踪环路和基于自动增益控制（AGC）的幅值控制环路,建立了完整闭环驱动系统的simulink模型,仿真分析了该系统在陀螺驱动框架固有频率发生大幅变化时的频率追踪性能,以及在高频环境下的驱动性能,验证了该驱动方案的可行性。然后,分别设计了由移相电路、正弦转脉冲电路、XOR鉴相器电路、PI控制电路、压控振荡电路、方波转正弦电路构成的频率追踪环路,以及由峰值检测电路、PI控制电路和可变增益放大电路（VGA）构成的幅值控制环路,并对陀螺驱动模态等效的GLC电路模型进行了闭环驱动仿真,结果表明闭环驱动电路能够很好实现陀螺固有频率追踪和幅值稳定的控制要求。最后,设计制作了陀螺驱动测试所需的Ⅳ转换前置放大电路、功率放大电路以及闭环驱动主电路的实物电路板,测试了各模块的功能,并对振弦式陀螺进行了闭环驱动测试,验证了闭环驱动电路的频率追踪和幅值稳定性能。
舒凯[9]（2020）在《振弦式陀螺信号检测系统的研究》文中提出陀螺是一种用于测量物体角速度的传感装置,广泛应用于海军、陆军、空军以及民用等多个领域。传统基于哥氏效应的微机械陀螺多采用幅值检测方式,陀螺的微型化与高精度化很难得到兼顾,振弦式陀螺采用频率检测方式,振弦越细,频率越高,陀螺越小,精度越高,可兼顾传感器的小型化和高精度化。但是其输出信号较为微弱,检测精度受到信号检测电路的制约,并且信号中存在着各类噪声,故陀螺信号检测系统的设计至关重要。因此,针对振弦陀螺的特点,对采用频率检测方法的多通道信号测量系统进行了研究,以保证准确稳定地获取角速度信号。本文针对基于哥式效应的振弦式陀螺做出研究,针对其信号微弱、输出为多信号的问题,设计了基于频率检测的角速度检测电路和数字化的测控电路,制作了振弦式陀螺的样机,并对陀螺的检测电路部分进行了仿真和优化,主要工作如下:首先介绍了振弦式陀螺的基本理论和工作原理,确立振弦陀螺的基本结构模型;通过研究振弦陀螺的频率检测机理,为信号检测系统的设计提供理论依据;分析了系统本身存在的误差以及对陀螺精度的影响,总结了振弦陀螺信号检测系统中影响测量精度的主要因素,并提出了提高精度的方法。其次,在硬件电路上,依据目前制备的振弦式陀螺的模型参数,设计了以C8051F340单片机为核心的低频信号检测系统,系统包含测振模块、通信模块、电源模块及显示模块,对其中的测振模块进行了仿真;同时为了满足振弦式陀螺未来的微型化、高精度化,设计了以STM32F103ZET6为核心的高频信号检测系统,鉴于高频信号的特点,系统中另外设计了时钟模块和储存模块,并且对信号放大电路、滤波电路、整形电路进行了仿真优化。此外,为保证硬件的正常运作,对电路的各个组成部分的软件进行了设计。主要使用了C语言进行了软件设计,软件使用了模块化设计结构。最后,介绍了陀螺样机的加工制作与装配过程。通过数值模拟,结合硬件电路仿真,验证了高频信号检测方案具有一定的可行性。通过软件仿真对陀螺在不同检测频率下的精度进行了分析,角速度误差的仿真结果接近理论值;并且在1250Hz～4000Hz的振弦中心频率范围内,随着频率增加,陀螺的尺寸变小,振弦式陀螺呈现出精度逐渐增加的趋势。
应伟[10]（2020）在《架空接触网刚性吊弦故障模式分析及寿命预估》文中研究指明吊弦是架空接触网中的重要零部件。随着刚性吊弦的广泛应用,为了减少刚性吊弦故障对弓网系统的影响,提高列车运行的安全性,减少财产损失,刚性吊弦的寿命需要引起设计者、施工者和运营者的重视。进行刚性吊弦的寿命预估,可以用来帮助预估接触网的整体寿命,有助于提高采用刚性吊弦的接触网的可靠性。本文以刚性吊弦为研究对象,采用理论分析、弓网仿真和振动试验等方法研究了刚性吊弦的故障模式以及进行其寿命预估。首先,对架空接触网系统及其中的刚性吊弦的结构做了基本的介绍,分析了刚性吊弦的适用环境和其优缺点,分析了刚性吊弦的3种故障模式:疲劳断裂、刚性吊弦脱落和绝缘套异常磨损,发现刚性吊弦的几种故障模式都与其振动有关。其次,介绍了有限元法,建立了受电弓简化模型、架空接触网简化模型和弓网耦合模型,以兰新高铁的受电弓和架空接触网为模型进行弓网仿真,得到了吊弦力变化曲线、承力索位移曲线和接触线位移曲线的仿真结果。试验方面,通过查询各种标准,确立了刚性吊弦实验台的搭建标准,搭建了由激振系统、监测系统和控制系统组成的实验台,确定了试验的各个参数,其中包括刚性吊弦的长度、试验载荷、吊弦力大小、刚性吊弦的运动幅值、运动曲线、试验频率等。最后,确定了刚性吊弦振动试验的实验步骤依次为传感器标定、任务设置、试验数据记录和实验结果分析,通过振动试验分别研究吊弦力、振幅和长度对刚性吊弦寿命的影响。通过试验结果分析得出2个主要结论:在刚性吊弦长度、振幅、频率相同的情况下,吊弦力越大,寿命越短;在刚性吊弦长度、吊弦力和频率相同时,振幅越大,寿命越长。
二、弦振动数学模型用于导线振动时的改进（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、弦振动数学模型用于导线振动时的改进（论文提纲范文）
（1）考虑垂直风切变的大跨越架空导线微风振动机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 大跨越架空导线研究现状 |
| 1.2.1 大跨越架空导线结构特征 |
| 1.2.2 大跨越架空导线的来流风特性 |
| 1.3 架空导线微风振动研究现状 |
| 1.3.1 微风振动研究现状 |
| 1.3.2 长柔圆柱体涡激振动研究现状 |
| 1.4 架空导线微风振动研究方法 |
| 1.4.1 微风振动的理论模型研究 |
| 1.4.2 微风振动的实验研究 |
| 1.4.3 微风振动的数值研究 |
| 1.5 本文工作 |
| 第2章 大跨越导线微风振动的局部锁定理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 导线微风振动的基本理论 |
| 2.2.1 涡激振动原理 |
| 2.2.2 涡激振动的锁定理论 |
| 2.3 大跨越导线微风振动的局部锁定 |
| 2.4 局部锁定作用下大跨越导线微风振动模型 |
| 2.4.1 导线横向微风振动的数学模型 |
| 2.4.2 局部锁定的力学模型 |
| 2.4.3 局部激励下导线微风振动模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 大跨越导线中振动波的传播与色散 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 色散关系 |
| 3.3 色散方程 |
| 3.3.1 色散方程的推导 |
| 3.3.2 色散方程的物理意义 |
| 3.4 色散关系的根轨迹分析 |
| 3.4.1 无阻尼无刚度模型 |
| 3.4.2 无阻尼有刚度模型 |
| 3.4.3 有阻尼无刚度模型 |
| 3.4.4 有阻尼有刚度模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 局部激励下大跨越导线微风振动的格林函数解 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 控制方程与求解 |
| 4.2.1 控制方程 |
| 4.2.2 方程求解 |
| 4.2.3 解的整理 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 解的简化 |
| 4.3.2 行波特性分析 |
| 4.3.3 波响应特性分析 |
| 4.4 算例分析 |
| 4.5 局部瞬时激励下导线的行波演化实验 |
| 4.5.1 实验系统与测量方法 |
| 4.5.2 波的传播演化特性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 局部激励下大跨越导线的微风振动波特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 控制方程与求解 |
| 5.2.1 控制方程 |
| 5.2.2 方程求解 |
| 5.3 波动类型的判别 |
| 5.3.1 简化与整理 |
| 5.3.2 判别参数分析 |
| 5.4 波动类型分析 |
| 5.4.1 振动波的空间分布规律 |
| 5.4.2 振动波的时空演化特性 |
| 5.5 激励位置影响分析 |
| 5.5.1 激励作用在理想波节 |
| 5.5.2 激励作用在理想波腹 |
| 5.6 局部激励下导线波动特性实验研究 |
| 5.6.1 实验系统介绍 |
| 5.6.2 实验结果与分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 附加局部外阻尼的导线系统模态阻尼比研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 模型的建立与求解 |
| 6.2.1 控制方程 |
| 6.2.2 方程求解 |
| 6.2.3 特征频率的渐进解 |
| 6.3 系统模态阻尼比的参数分析 |
| 6.3.1 等效阻尼比的影响分析 |
| 6.3.2 等效质量的影响分析 |
| 6.3.3 安装位置的影响分析 |
| 6.3.4 频率比的影响分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）基于EMI和ANN技术的吉他振动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源、背景及研究意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 EMI技术国内外研究现状 |
| 1.2.2 弦乐器国内外研究现状 |
| 1.2.3 神经网络技术国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容以及研究计划 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 基于EMI和ANN技术的吉他振动和声学基础理论 |
| 2.1 压电智能材料 |
| 2.1.1 压电材料分类 |
| 2.1.2 PZT的选择 |
| 2.2 压电效应和压电方程 |
| 2.2.1 压电效应 |
| 2.2.2 压电方程 |
| 2.3 结构压电耦合电阻抗理论 |
| 2.3.1 单自由度SMD系统模型 |
| 2.3.2 结构压电耦合电阻抗 |
| 2.4 吉他的振动和声学基础理论 |
| 2.4.1 吉他的声学系统 |
| 2.4.2 十二平均律 |
| 2.4.3 弦振动理论 |
| 2.4.4 吉他共鸣箱的振动理论 |
| 2.4.5 吉他的声学基础 |
| 2.5 人工神经网络 |
| 2.5.1 ANN的特点 |
| 2.5.2 ANN的应用 |
| 2.5.3 ANN的分类 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 弦的有限元仿真分析 |
| 3.1 有限元思想 |
| 3.2 ANSYS简介 |
| 3.2.1 ANSYS Workbench主要分析模块 |
| 3.2.2 ANSYS Workbench分析基本流程 |
| 3.3 吉他弦的谐响应分析 |
| 3.3.1 谐响应分析的基础理论 |
| 3.3.2 谐响应分析流程 |
| 3.3.3 吉他弦的谐响应分析 |
| 3.3.4 结果与数据处理 |
| 3.4 不同因素对弦频率的影响 |
| 3.4.1 弦的直径对弦固有频率的影响 |
| 3.4.2 弦的长度对弦固有频率的影响 |
| 3.4.3 张力对弦固有频率的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于EMI技术的吉他振动仿真和实验研究 |
| 4.1 吉他的声学实验 |
| 4.1.1 实验器材 |
| 4.1.2 实验步骤 |
| 4.1.3 实验结果与分析 |
| 4.2 基于ANSYS Workbench的吉他压电耦合仿真分析 |
| 4.2.1 压电片的压电分析 |
| 4.2.2 吉他的模态分析 |
| 4.2.3 吉他压电耦合仿真分析 |
| 4.3 吉他的阻抗模态实验 |
| 4.3.1 实验设备 |
| 4.3.2 实验步骤 |
| 4.3.3 实验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于BP神经网络的吉他振动特性识别系统搭建 |
| 5.1 BP神经网络 |
| 5.1.1 单层感知器结构 |
| 5.1.2 BP神经网络结构 |
| 5.1.3 BP网络学习算法步骤 |
| 5.2 基于BP神经网络的琴弦直径识别平台搭建 |
| 5.2.1 特征信号的识别 |
| 5.2.2 BP神经网络模型的搭建 |
| 5.2.3 网络测试 |
| 5.2.4 测试结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（3）结构高频声振统计特性及能量辐射传递模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号说明 |
| 专业名词缩写 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 统计能量分析(SEA) |
| 1.2.2 SEA的适用条件 |
| 1.2.3 振动传导法(VCA) |
| 1.2.4 VCA的适用条件 |
| 1.2.5 能量辐射传递法(RETM) |
| 1.2.6 RETM的适用条件 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第2章 统计能量分析基本原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 单振子系统的振动能量 |
| 2.3 连续系统的统计能量分析 |
| 2.3.1 简支梁的统计能量分析 |
| 2.3.2 四边简支正交各向异性矩形板的统计能量分析 |
| 2.3.3 封闭空间内均匀流体的统计能量分析 |
| 2.4 耦合系统的统计能量分析 |
| 2.4.1 耦合梁间的能量传递系数与耦合损耗因子 |
| 2.4.2 耦合板间的能量传递系数与耦合损耗因子 |
| 2.4.3 面内波在板边界处的能量传递系数 |
| 2.4.4 板与声腔子系统间的能量传递系数与耦合损耗因子 |
| 2.4.5 板的辐射比 |
| 2.5 算例: 声腔-板-声腔耦合系统 |
| 2.5.1 吸声系数 |
| 2.5.2 隔板的传声损失 |
| 2.5.3 传递矩阵法 |
| 2.5.4 耦合传递矩阵 |
| 2.5.5 边界条件 |
| 2.5.6 TMM求解透射、吸声系数 |
| 2.5.7 声振耦合响应估计 |
| 2.6 本章小节 |
| 第3章 能量辐射传递法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 一维结构的能量辐射传递模型 |
| 3.2.1 一维系统能量密度和功率流强度的核函数 |
| 3.2.2 弦振动 |
| 3.2.3 杆的纵向与轴向扭转振动 |
| 3.2.4 一维声腔系统 |
| 3.2.5 欧拉-伯努利梁的横向振动 |
| 3.2.6 层合梁的横向振动-铁木辛柯梁模型 |
| 3.2.7 一维系统边界虚源的确定 |
| 3.2.8 一维单一波场 |
| 3.2.9 一维耦合波场 |
| 3.3 算例: 一维系统的能量辐射模型的应用 |
| 3.3.1 管道消音器 |
| 3.3.2 欧拉-伯努利梁与铁木辛柯梁的高频振动对比 |
| 3.3.3 耦合欧拉-伯努利梁系统 |
| 3.4 二维各向异性系统的能量辐射传递模型 |
| 3.4.1 射线和波在均匀各向异性介质中的传播 |
| 3.4.2 域内任一点的能量密度和功率流强度 |
| 3.4.3 边界处的能量反射模型 |
| 3.4.4 自由边界及耦合边界处的能量平衡方程(边界虚源的确定) |
| 3.4.5 数值算法示例 |
| 3.4.6 辐射功率流强度的方向函数f(φ) |
| 3.5 算例: 二维系统的能量辐射模型应用 |
| 3.5.1 正交各向薄膜的高频振动响应及统计特性 |
| 3.5.2 汽车轮胎的统计特性研究及高频振动能量分析 |
| 3.5.3 各向异性薄板的统计特性研究及高频振动能量响应特性分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 高频振动结构应力估计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 欧拉-伯努利梁的高频振动应力估计 |
| 4.3 Kirchchoff薄板的高频振动应力估计 |
| 4.3.1 应力/应变和能量密度转换模型 |
| 4.3.2 RETM框架下的动态应力/应变估算模型 |
| 4.3.3 VCA框架下的动态应力/应变估算模型 |
| 4.4 算例:薄板的高频振动应力/应变估计以及相关统计性结果验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 工作总结与研究展望 |
| 5.1 工作内容总结 |
| 5.2 工作创新点总结 |
| 5.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 自由场振动控制方程的空间傅里叶变换(κ-空间) |
| A.1 定义空间傅里叶变换对 |
| A.2 梁的κ-空间 |
| A.3 薄膜的κ-空间 |
| A.4 离散傅里叶逆变换法(IDFT) |
| 附录B 柯西留数定理(Cauthy's residue theorem) |
| B.1 洛朗级数展开(Laurent expansion) |
| B.2 若尔当引理(Jordam's lemma) |
| 附录C 驻定相位法(Stationary Phase Method) |
| 附录D 矩形活塞的声辐射(傅里叶变换解) |
| 附录E 频率响应函数(Frequency Response Functions) |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（4）基于光栅阵列传感OPGW光缆运行状态监测的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 光纤传感技术在输电线路监测研究现状 |
| 1.2.1 光纤光栅传感技术 |
| 1.2.2 分布式光纤传感技术 |
| 1.2.3 分布式光纤声波传感技术 |
| 1.3 本论文主要研究内容 |
| 2 光栅阵列监测OPGW运行状态原理 |
| 2.1 光纤光栅基本传感原理 |
| 2.2 弱光纤光栅阵列时分复用原理 |
| 2.3 光栅阵列温度解调系统 |
| 2.3.1 光纤光栅温度传感原理 |
| 2.3.2 光栅阵列温度传感系统原理 |
| 2.3.3 光栅阵列温度解调技术 |
| 2.4 光栅阵列高性能声波传感系统 |
| 2.4.1 光栅阵列高性能声波传感系统原理 |
| 2.4.2 弱光纤光栅序列反射光信号时序分析 |
| 2.4.3 光栅阵列高性能声波传感系统相位解调技术 |
| 2.5 OPGW光缆应用光栅阵列的结构设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于光栅阵列传感的OPGW光缆温度监测 |
| 3.1 光栅阵列监测OPGW光缆温度的方法 |
| 3.1.1 OPGW光缆结构模拟 |
| 3.1.2 瞬时温度模拟实验 |
| 3.2 OPGW光缆温度监测实验 |
| 3.2.1 实验方案 |
| 3.2.2 实验分析与讨论 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 基于光栅阵列传感的OPGW光缆振动监测 |
| 4.1 光栅阵列监测OPGW光缆覆冰的方法 |
| 4.1.1 OPGW光缆拉力值计算方法 |
| 4.1.2 DAS系统测量OPGW光缆拉力值的方法 |
| 4.2 OPGW光缆风激振动实验介绍 |
| 4.2.1 实验内容 |
| 4.2.2 实验系统组成 |
| 4.2.3 实验过程 |
| 4.3 实验数据及分析 |
| 4.3.1 弦振动模型验证 |
| 4.3.2 DAS系统解调振动频率 |
| 4.3.3 DAS系统解调驻波半波长 |
| 4.3.4 DAS系统解调弦线拉力值误差分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录1 攻读硕士学位期间参与的项目和发表的论文 |
| 附录2 主要英文缩写语对照表 |
（5）基于LNN神经网络和XGBoost算法的索结构多参数识别（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 常用的索力测试方法 |
| 1.3 频率法国内外研究现状 |
| 1.3.1 索力实用公式推导的研究现状 |
| 1.3.2 利用机器学习进行索力识别的研究现状 |
| 1.4 本文主要内容 |
| 2 基于频率法的索力识别基本理论 |
| 2.1 弦振动理论 |
| 2.1.1 基本假设 |
| 2.1.2 弦振动微分方程及其通解 |
| 2.2 拉索侧向振动的基本理论 |
| 2.2.1 基本假设 |
| 2.2.2 拉索的振动微分方程及其通解 |
| 2.3 四种不同边界条件下的拉索振动微分方程 |
| 2.3.1 两端铰接 |
| 2.3.2 两端固接 |
| 2.3.3 一端铰接一端固接 |
| 2.3.4 复杂边界条件下的拉索振动微分方程 |
| 2.4 LNN神经网络求解不同边界条件下的超越方程 |
| 2.4.1 LNN神经网络求解流程 |
| 2.4.2 利用LNN神经网络求解两种特殊边界条件下的拉索振动微分方程 |
| 2.4.3 利用LNN神经网络求解复杂边界条件下的拉索振动微分方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于XGBoost算法的拉索多参数识别 |
| 3.1 XGBoost算法概述 |
| 3.1.1 XGBoost算法的模型函数 |
| 3.1.2 目标函数 |
| 3.1.3 正则化项 |
| 3.1.4 误差函数得二阶泰勒展开 |
| 3.1.5 学习策略 |
| 3.1.6 打分函数 |
| 3.1.7 树节点分裂 |
| 3.1.8 XGBoost参数 |
| 3.1.9 XGBoost算法的优势 |
| 3.2 基于XGBoost和多阶频率考虑拉索抗弯刚度的索力识别 |
| 3.2.1 两端固接 |
| 3.2.2 一端铰接一端固接 |
| 3.3 基于XGBoost考虑拉索抗弯刚度和复杂边界条件的索力识别 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 拉索多参数识别试验 |
| 4.1 试验模型和试验步骤 |
| 4.2 基于LNN神经网络和XGBoost算法的拉索多参数识别 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 拉索多参数识别工程实例 |
| 5.1 桥A工程实例 |
| 5.1.1 工程简介 |
| 5.1.2 基于LNN神经网络和XGBoost算法的吊杆多参数识别 |
| 5.2 桥B工程实例 |
| 5.2.1 工程简介 |
| 5.2.2 基于LNN神经网络和XGBoost算法的吊杆多参数识别 |
| 5.3 桥C工程实例 |
| 5.3.1 工程简介 |
| 5.3.2 基于LNN神经网络和XGBoost算法的吊杆多参数识别 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ 缩尺试验拉索加速度曲线和频谱图(1-24号拉索) |
| 作者简介 |
（6）基于丝材振荡的钛丝超声振动拉拔理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的来源及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题的来源 |
| 1.1.2 研究的目的和意义 |
| 1.2 超声振动拉拔技术的国内外研究现状 |
| 1.2.1 超声振动拉拔机理研究 |
| 1.2.2 超声波振动拉拔仿真研究 |
| 1.2.3 超声波振动拉拔实验研究 |
| 1.3 当前研究中存在的不足 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 第2章 面向细长丝拉拔的超声振子的研制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超声振子的设计 |
| 2.2.1 超声振子的总体设计 |
| 2.2.2 超声换能器和超声变幅杆的设计 |
| 2.3 超声振动系统的有限元分析 |
| 2.3.1 压电换能器的有限元分析 |
| 2.3.2 超声变幅杆的有限元分析 |
| 2.3.3 超声振子的有限元分析 |
| 2.4 超声振动系统的检测与测试 |
| 2.4.1 振型检测 |
| 2.4.2 阻抗测试 |
| 2.4.3 输出振幅测试 |
| 2.4.4 超声电源测试 |
| 2.4.5 模具振幅计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 单模具超声振动拉丝的数学建模与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 常规拉拔的数学建模 |
| 3.3 超声振动拉拔的数学建模 |
| 3.3.1 模具与丝材接触关系 |
| 3.3.2 移动弦受迫振动方程 |
| 3.3.3 振动方程求解 |
| 3.3.4 弦振荡过程分析 |
| 3.3.5 模具位置对弦上张力的影响 |
| 3.4 超声振动拉拔力的计算 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 钛丝超声振动拉拔的仿真研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单模具纵向超声振动拉拔的有限元分析 |
| 4.2.1 单模具超声振动拉拔有限元模型的建立 |
| 4.2.2 模具位置对拉拔力的影响 |
| 4.2.3 超声振动幅值对拉拔力的影响 |
| 4.2.4 拉拔速度对拉拔力的影响 |
| 4.2.5 摩擦因数对拉拔力的影响 |
| 4.2.6 超声振动对模具附近丝材应力分布的影响 |
| 4.3 双模具纵向超声振动拉拔过程的有限元分析 |
| 4.3.1 双模具超声振动拉拔原理 |
| 4.3.2 双模具超声振动拉拔有限元模型的建立 |
| 4.3.3 反拉力对拉拔过程的影响 |
| 4.3.4 模具位置分布对超声振动拉拔过程的影响 |
| 4.3.5 模具相位对拉拔过程的影响 |
| 4.3.6 模具振幅和拉拔速度对拉拔过程的影响 |
| 4.3.7 模具附近丝材的应力分布情况 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 钛丝超声振动拉拔实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 超声振动拉拔实验平台的搭建 |
| 5.2.1 实验系统的设计 |
| 5.2.2 实验系统的基本参数和调试 |
| 5.3 单模具超声振动拉拔实验 |
| 5.3.1 单模具超声振动实验系统的搭建 |
| 5.3.2 常规拉拔力的变化规律 |
| 5.3.3 超声振动平均拉拔力的变化规律 |
| 5.3.4 单模具超声拉拔对丝材表面形貌的影响 |
| 5.4 双模具超声振动拉拔实验 |
| 5.4.1 双模具超声振动拉拔实验系统搭建 |
| 5.4.2 双模具常规拉拔力的变化规律 |
| 5.4.3 超声振动平均拉拔力的变化规律 |
| 5.4.4 双模具超声拉拔对丝材表面形貌的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）动载荷作用下的吊弦应力特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 接触网材料疲劳特性 |
| 1.2.2 弓网关系 |
| 1.2.3 悬吊线索疲劳寿命的研究方法 |
| 1.3 研究内容 |
| 第2章 吊弦应力方程的推导 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 应力计算的理论方程 |
| 2.3 吊弦的参数获取 |
| 2.4 数值计算方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 载荷位置对吊弦应力的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 接触线的振动方程推导 |
| 3.3 各吊弦的初边值条件 |
| 3.4 结果 |
| 3.4.1 载荷作用于接触线边缘处时各吊弦的应力 |
| 3.4.2 载荷作用于接触线中间处时各吊弦的应力 |
| 3.5 讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 接触线张力对吊弦应力的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 接触线的振动方程推导 |
| 4.3 结果 |
| 4.3.1 张力15kN时各吊弦的应力 |
| 4.3.2 张力30kN时各吊弦的应力 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究生学位期间主要研究成果 |
（8）基于相位负反馈的振弦式陀螺驱动电路研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 本论文主要研究内容 |
| 第二章 振弦式陀螺基本原理及驱动理论 |
| 2.1 科里奥利效应 |
| 2.2 电磁驱动原理 |
| 2.3 振动检测原理 |
| 2.4 振弦式传感器原理 |
| 2.5 振弦式陀螺工作原理 |
| 2.6 振弦式陀螺驱动模态动力学模型分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 振弦式陀螺模型建立与行为级驱动仿真分析 |
| 3.1 振弦式陀螺驱动模态等效电学模型分析 |
| 3.1.1 等效电学模型建立 |
| 3.1.2 等效电学模型仿真分析 |
| 3.2 基于相位负反馈原理的闭环驱动系统设计 |
| 3.3 闭环驱动系统行为级建模与仿真分析 |
| 3.3.1 闭环驱动系统simulink行为级建模 |
| 3.3.2 闭环驱动系统锁频稳幅性能分析 |
| 3.3.3 闭环驱动系统高频驱动性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 振弦式陀螺驱动电路设计与仿真 |
| 4.1 频率追踪电路实现 |
| 4.1.1 移相电路 |
| 4.1.2 正弦转脉冲电路 |
| 4.1.3 鉴相器电路 |
| 4.1.4 PI控制电路 |
| 4.1.5 压控振荡电路 |
| 4.1.6 方波转正弦电路 |
| 4.2 幅值控制电路实现 |
| 4.2.1 峰值检测电路 |
| 4.2.2 可变增益放大器电路 |
| 4.3 完整闭环驱动电路仿真验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 外围电路设计与陀螺驱动测试 |
| 5.1 驱动测试方案 |
| 5.2 微弱信号检测电路 |
| 5.3 功率放大电路 |
| 5.4 外加驱动测试 |
| 5.5 闭环驱动测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历 在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（9）振弦式陀螺信号检测系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 振弦式陀螺研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及章节安排 |
| 第二章 振弦式陀螺信号检测系统总体方案设计 |
| 2.1 振弦陀螺工作原理 |
| 2.1.1 科里奥利力原理 |
| 2.1.2 振弦传感器原理 |
| 2.2 振弦式陀螺基本结构 |
| 2.2.1 振弦式陀螺检测原理 |
| 2.2.2 振弦式陀螺电磁驱动电学模型 |
| 2.2.3 振弦陀螺量程与精度分析 |
| 2.3 振弦式陀螺信号检测系统总体方案 |
| 2.3.1 方案一:基于C8051F340的低频信号检测方案 |
| 2.3.2 方案二:基于STM32单片机的高频信号检测方案 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 基于C8051F340振弦陀螺信号检测系统设计 |
| 3.1 微控制器单元的设计 |
| 3.1.1 MCU的选取 |
| 3.1.2 最小系统设计 |
| 3.1.3 系统总体软件设计 |
| 3.2 测振模块设计 |
| 3.2.1 滤波电路的设计 |
| 3.2.2 信号放大电路 |
| 3.2.3 测频模块的设计 |
| 3.2.4 拾振电路的软件设计 |
| 3.3 显示模块设计 |
| 3.3.1 显示模块的硬件设计 |
| 3.3.2 显示模块软件设计 |
| 3.4 通信模块设计 |
| 3.4.1 通信模块的硬件设计 |
| 3.4.2 通信模块软件设计 |
| 3.5 电源模块设计 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 基于STM32的振弦式陀螺高频信号检测系统的设计 |
| 4.1 系统总体设计 |
| 4.2 主控模块设计 |
| 4.3 外部储存器电路设计 |
| 4.3.1 储存电路的硬件设计 |
| 4.3.2 储存模块的软件设计 |
| 4.4 时钟模块 |
| 4.4.1 时钟模块的硬件设计 |
| 4.4.2 时钟模块的软件设计 |
| 4.5 测量模块的设计 |
| 4.5.1 信号放大模块的设计 |
| 4.5.2 高通滤波模块的设计 |
| 4.5.3 整形模块的设计 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 陀螺样机制作和陀螺仿真分析 |
| 5.1 振弦式陀螺整体结构 |
| 5.1.1 振弦陀螺样机制作与实验 |
| 5.1.2 振弦式陀螺样机零件加工与制备 |
| 5.1.3 振弦式陀螺样机的装配 |
| 5.2 中心频率不同的陀螺在改变单片机主频的条件下的精度分析 |
| 5.3 基于MCS-51内核单片机的四种设计方案的分析与仿真 |
| 5.3.1 设计方案一:振弦中心频率为1250Hz |
| 5.3.2 设计方案二:振弦中心频率为2000Hz |
| 5.3.3 设计方案三:振弦中心频率为3000Hz |
| 5.3.4 设计方案四:振弦中心频率为4000Hz |
| 5.3.5 四种方案的对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结 |
| 6.1 主要工作回顾 |
| 6.2 本课题今后需进一步研究的地方 |
| 参考文献 |
| 个人简历 在读研期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（10）架空接触网刚性吊弦故障模式分析及寿命预估（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与方法 |
| 第2章 刚性吊弦的故障模式及原因 |
| 2.1 架空接触网系统 |
| 2.2 刚性吊弦 |
| 2.3 故障模式 |
| 2.4 故障原因分析 |
| 2.4.1 断裂原因分析 |
| 2.4.2 脱落原因分析 |
| 2.4.3 异常磨损原因分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 刚性吊弦的动态特性分析 |
| 3.1 有限元法 |
| 3.2 建立弓网仿真模型 |
| 3.2.1 受电弓简化模型 |
| 3.2.2 架空接触网简化模型 |
| 3.2.3 弓网耦合模型 |
| 3.3 仿真及其结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 刚性吊弦实验台的搭建 |
| 4.1 实验台标准 |
| 4.2 实验台组成 |
| 4.2.1 激振系统 |
| 4.2.2 监测系统 |
| 4.2.3 控制系统 |
| 4.3 试验参数选取 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 刚性吊弦的振动试验 |
| 5.1 试验步骤 |
| 5.2 试验设计 |
| 5.3 寿命预测及试验结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
四、弦振动数学模型用于导线振动时的改进（论文参考文献）
- [1]考虑垂直风切变的大跨越架空导线微风振动机理研究[D]. 陈晓娟. 华北电力大学(北京), 2021
- [2]基于EMI和ANN技术的吉他振动特性研究[D]. 罗德昌. 安徽理工大学, 2021
- [3]结构高频声振统计特性及能量辐射传递模型研究[D]. 钟强. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [4]基于光栅阵列传感OPGW光缆运行状态监测的应用研究[D]. 邓驰. 武汉邮电科学研究院, 2021(01)
- [5]基于LNN神经网络和XGBoost算法的索结构多参数识别[D]. 陶伊平. 浙江大学, 2020
- [6]基于丝材振荡的钛丝超声振动拉拔理论与实验研究[D]. 刘申. 哈尔滨工业大学, 2020
- [7]动载荷作用下的吊弦应力特性研究[D]. 孙娟. 北京建筑大学, 2020(08)
- [8]基于相位负反馈的振弦式陀螺驱动电路研究[D]. 黄鸣. 华东交通大学, 2020(01)
- [9]振弦式陀螺信号检测系统的研究[D]. 舒凯. 华东交通大学, 2020
- [10]架空接触网刚性吊弦故障模式分析及寿命预估[D]. 应伟. 西南交通大学, 2020(07)