描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030821577
内容简介
《飞行器结构动态载荷识别的非概率集合理论》聚焦典型飞行器结构面临的多源不确定性因素，系统介绍并深入探讨了多特征动态载荷识别的非概率集合理论方法。内容涵盖空域集中与分布载荷的时域演化过程和频域统计特征识别，研究了识别过程中病态性抑制、不确定性分析与传感器布局优化等关键问题，*终构建了一套机理-数据驱动的动态载荷集合边界识别理论体系。《飞行器结构动态载荷识别的非概率集合理论》内容包括不确定性动态载荷识别的基本理论、处理方法与典型应用案例，釆用理论推导、数值仿真与实验验证相结合的方式，展现了飞行器结构动态载 荷高精度、高效率与强鲁棒的识别架构。
目 录
目录
前言
第1章 绪论. 1
1.1工程背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 4
1.2.1 动态载荷识别方法研究现状 4
1.2.2 考虑不确定性的动态载荷识别方法研究现状 11
1.2.3 传感器布局优化方法研究现状 14
1.3 本书研究内容 16
第2章 基于集合理论的不确定性动态载荷识别 19
2.1 引言 19
2.2 不确定参数的非概率集合量化与传播分析 20
2.3 飞行器结构的不确定性模型等效 24
2.4 随时间逐步求解的动态载荷时序历程识别 25
2.4.1 基于Duhamel方法的载荷识别 26
2.4.2 基于Newmark方法的载荷识别 28
2.5 弱先验信息下的动态载荷加载数量、位置与时序历程识别 30
2.5.1 基于主成分分析的加载数量识别 32
2.5.2 基于迭代分区优化和多项式拟合的加载位置识别 33
2.6 区间复合条件数驱动的传感器测点分配 34
2.6.1 区间变量比较的可能度公式 35
2.6.2 传感器测点数量和组合优选 36
2.7 数值算例 37
2.7.1 蜂窝夹芯航面结构的模型等效 38
2.7.2 开孔平板结构的集中动态载荷识别 41
2.7.3 机翼结构的集中动态载荷识别 50
2.8 本章小结 54
第3章 单态不确定性结构的集中动态载荷时域识别 56
3.1 引言 56
3.2 基于卡尔曼滤波器的模态载荷时序历程识别 57
3.2.1 模态位移观测下的载荷识别 57
3.2.2 模态加速度观测下的载荷识别 61
3.3 模态载荷优化架构下的载荷加载位置与时序历程识别 64
3.3.1 结构振型函数的自适应代理模型构建 65
3.3.2 模态载荷的时变区间误差指标定义 69
3.4 数值与试验算例 70
3.4.1 悬臂矩形板结构的集中动态载荷识别 71
3.4.2 机翼结构的集中动态载荷识别 74
3.4.3 悬臂梁试验件的集中动态载荷识别 78
3.5 本章小结 82
第4章 多态不确定性结构的分布动态载荷时域识别 83
4.1 引言 83
4.2 基于系统聚类-径向基降维策略的分布动态载荷识别 84
4.3 面向凸集-模糊多态不确定性的建模与分析 89
4.3.1 椭球-模糊模型的区间表征 89
4.3.2 全域逼近的不确定性传播 92
4.4 数值算例 94
4.4.1 悬臂梁结构的分布动态载荷识别 95
4.4.2 航面结构的分布动态载荷识别 99
4.4.3 机翼结构的分布动态载荷识别 104
4.5 本章小结 108
第5章 考虑多源不确定性因素的动态载荷频域识别 109
5.1 引言 109
5.2 两步加权正则化下的随机动态载荷频域识别 110
5.2.1 载荷功率谱密度识别模型构建 111
5.2.2 基于误差分析的反问题病态性抑制方法 112
5.3 多源不确定性下的动态载荷频域特征区间边界反求 117
5.3.1 基于叠加-分解原理的响应区间边界预计 117
5.3.2 面向载荷识别反问题的不确定性分析方法 118
5.4 数值与试验算例 121
5.4.1 航面结构的动态载荷频域识别 121
5.4.2 机翼结构的动态载荷频域识别 128
5.4.3 悬臂梁试验件的动态载荷频域识别 130
5.5 本章小结 136
第6章 面向结构动态载荷识别的多目标传感器布局优化 137
6.1 引言 137
6.2 综合多性能指标的非载荷依赖型传感器布局优化 138
6.2.1 优化方案的评价准则定义 138
6.2.2 基于模态响应的多目标优化求解 141
6.3 考虑温度效应的载荷依赖型传感器布局优化 143
6.3.1 多性态载荷识别及模态选择方法 143
6.3.2 大规模异构模态矩阵的协同聚类策略 146
6.3.3 基于模态载荷的多目标优化求解 150
6.4 数值算例 151
6.4.1 加筋板结构的载荷依赖型传感器布局优化 152
6.4.2 机翼结构的非载荷依赖型传感器布局优化 158
6.5 本章小结 165
第7章 融合机器学习算法的不确定性结构动态载荷识别 166
7.1 引言 166
7.2 纯数据驱动神经网络下的不确定性结构动态载荷识别 167
7.3 物理信息驱动神经网络下的不确定性结构动态载荷识别 170
7.3.1 物理信息神经网络原理描述 170
7.3.2 基于物理信息神经网络的区间结构模态变换 173
7.4 数值与试验算例 174
7.4.1 纯数据驱动神经网络下的舵面结构分布动态载荷识别 175
7.4.2 物理信息驱动神经网络下的悬臂梁结构集中动态载荷识别 179
7.4.3 纯数据驱动神经网络下的巡飞弹结构集中动态载荷识别 183
7.5 本章小结 191
第8章 结论与展望 192
8.1 结论 192
8.2 展望 194
参考文献 195
附录A 206
附录 B 209
彩图
前言
第1章 绪论. 1
1.1工程背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 4
1.2.1 动态载荷识别方法研究现状 4
1.2.2 考虑不确定性的动态载荷识别方法研究现状 11
1.2.3 传感器布局优化方法研究现状 14
1.3 本书研究内容 16
第2章 基于集合理论的不确定性动态载荷识别 19
2.1 引言 19
2.2 不确定参数的非概率集合量化与传播分析 20
2.3 飞行器结构的不确定性模型等效 24
2.4 随时间逐步求解的动态载荷时序历程识别 25
2.4.1 基于Duhamel方法的载荷识别 26
2.4.2 基于Newmark方法的载荷识别 28
2.5 弱先验信息下的动态载荷加载数量、位置与时序历程识别 30
2.5.1 基于主成分分析的加载数量识别 32
2.5.2 基于迭代分区优化和多项式拟合的加载位置识别 33
2.6 区间复合条件数驱动的传感器测点分配 34
2.6.1 区间变量比较的可能度公式 35
2.6.2 传感器测点数量和组合优选 36
2.7 数值算例 37
2.7.1 蜂窝夹芯航面结构的模型等效 38
2.7.2 开孔平板结构的集中动态载荷识别 41
2.7.3 机翼结构的集中动态载荷识别 50
2.8 本章小结 54
第3章 单态不确定性结构的集中动态载荷时域识别 56
3.1 引言 56
3.2 基于卡尔曼滤波器的模态载荷时序历程识别 57
3.2.1 模态位移观测下的载荷识别 57
3.2.2 模态加速度观测下的载荷识别 61
3.3 模态载荷优化架构下的载荷加载位置与时序历程识别 64
3.3.1 结构振型函数的自适应代理模型构建 65
3.3.2 模态载荷的时变区间误差指标定义 69
3.4 数值与试验算例 70
3.4.1 悬臂矩形板结构的集中动态载荷识别 71
3.4.2 机翼结构的集中动态载荷识别 74
3.4.3 悬臂梁试验件的集中动态载荷识别 78
3.5 本章小结 82
第4章 多态不确定性结构的分布动态载荷时域识别 83
4.1 引言 83
4.2 基于系统聚类-径向基降维策略的分布动态载荷识别 84
4.3 面向凸集-模糊多态不确定性的建模与分析 89
4.3.1 椭球-模糊模型的区间表征 89
4.3.2 全域逼近的不确定性传播 92
4.4 数值算例 94
4.4.1 悬臂梁结构的分布动态载荷识别 95
4.4.2 航面结构的分布动态载荷识别 99
4.4.3 机翼结构的分布动态载荷识别 104
4.5 本章小结 108
第5章 考虑多源不确定性因素的动态载荷频域识别 109
5.1 引言 109
5.2 两步加权正则化下的随机动态载荷频域识别 110
5.2.1 载荷功率谱密度识别模型构建 111
5.2.2 基于误差分析的反问题病态性抑制方法 112
5.3 多源不确定性下的动态载荷频域特征区间边界反求 117
5.3.1 基于叠加-分解原理的响应区间边界预计 117
5.3.2 面向载荷识别反问题的不确定性分析方法 118
5.4 数值与试验算例 121
5.4.1 航面结构的动态载荷频域识别 121
5.4.2 机翼结构的动态载荷频域识别 128
5.4.3 悬臂梁试验件的动态载荷频域识别 130
5.5 本章小结 136
第6章 面向结构动态载荷识别的多目标传感器布局优化 137
6.1 引言 137
6.2 综合多性能指标的非载荷依赖型传感器布局优化 138
6.2.1 优化方案的评价准则定义 138
6.2.2 基于模态响应的多目标优化求解 141
6.3 考虑温度效应的载荷依赖型传感器布局优化 143
6.3.1 多性态载荷识别及模态选择方法 143
6.3.2 大规模异构模态矩阵的协同聚类策略 146
6.3.3 基于模态载荷的多目标优化求解 150
6.4 数值算例 151
6.4.1 加筋板结构的载荷依赖型传感器布局优化 152
6.4.2 机翼结构的非载荷依赖型传感器布局优化 158
6.5 本章小结 165
第7章 融合机器学习算法的不确定性结构动态载荷识别 166
7.1 引言 166
7.2 纯数据驱动神经网络下的不确定性结构动态载荷识别 167
7.3 物理信息驱动神经网络下的不确定性结构动态载荷识别 170
7.3.1 物理信息神经网络原理描述 170
7.3.2 基于物理信息神经网络的区间结构模态变换 173
7.4 数值与试验算例 174
7.4.1 纯数据驱动神经网络下的舵面结构分布动态载荷识别 175
7.4.2 物理信息驱动神经网络下的悬臂梁结构集中动态载荷识别 179
7.4.3 纯数据驱动神经网络下的巡飞弹结构集中动态载荷识别 183
7.5 本章小结 191
第8章 结论与展望 192
8.1 结论 192
8.2 展望 194
参考文献 195
附录A 206
附录 B 209
彩图
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