【《系统辨识领域问题探究的国内外文献综述》2800字】

系统辨识领域问题研究的国内外文献综述本文以系统辨识相关频域理论为依据，针对非线性隔振系统进行分析，对系统进行分析并对其结构进行优化设计。首先隔振系统的隔振机理，然后提出一种综合评价方法，通过选择一种隔振效果好的非线性隔振系统，而后建立系统输出、系统参数与系统约束条件之间的联系，通过几组输入输出信号利用频域理论对其进行设计。本文的研究现状将从隔振系统，系统辨识频域方法、隔振系统的研究现状进行概述。1.1线性与非线性隔振系统在工程实践中，隔振系统被广泛应用于减少地基与设备之间的振动传递。如Rao介绍了隔振技术的理论和应用。刘兴天等介绍了近年来微振隔振的研究进展。而根据描述振动系统的数学模型的不同可以将隔振系统分为线性系统与非线性隔振系统。线性隔振系统可以用线性常微分方程表示当质量保持不变的时候，其刚度产生的阻尼力与阻尼产生的阻尼力。基本上，单自由度线性隔振系统的局限性很明显，隔离范围较窄，在宽频带范围内的隔振性能不理想。为了解决上述问题，采用了各种非线性隔离。一般而言，非线性隔振系统是将非线性刚度和非线性阻尼相结合，以获得比线性隔振系统，具有更丰富的动态特性。例如，Kink研究了立方弹簧和切线弹簧对隔振器性能的影响。Dutta和Chakraborty研究了非线性隔振器的性能，结果表明软化的非线性弹簧具有良好的隔振性能。Winterflood和Blair提出了一种扭杆弹簧的几何非线性隔振系统模型，滕汉东等具体研究并探讨了液固混合非线性隔振器。姜洪源等对金属橡胶隔振器方的隔振性能做了较多的研究。通过降低系统刚度有助于获得低频隔振性能和低承载能力非线性刚度虽然可以拓宽隔振范围，但很难抑制谐振振动。为了解决这一问题，研究者通过采用几何非线性阻尼、非线性粘性阻尼等方法对共振频率范围内的振动进行减振，且对高频范围内的隔振性能不产生影响。然而，阻尼非线性隔振器的适用性仍然有限。例如，车辆悬架中施加的库仑摩擦会导致在小振幅激励的平坦表面行驶的体验较差。对于三次阻尼，当扰动力的强度与频率的平方成正比时，增大三次阻尼可以提高力在高频区的传递率。为了解决上述问题，研究人员开始关注复杂的非线性技术，并将其应用于非线性隔振系统中。Sun等人分析和设计了一种具有非线性刚度和阻尼的剪式系统，以获得较好的隔振效果。Xiao等人研究了三次非线性阻尼隔振器在复杂荷载作用下的传递特性。在实践中，隔振器可能受到多种类型的激励信号，但隔振器的设计和分析通常是基于激振力和基底位移。为了研究复杂激励下系统的积分特性，学者们完成了许多研究工作。例如Carrella等研究了带有辅助弹簧的QZS系统的力和位移传递率。Ravindra和Mallik研究了基于谐波力和谐波基激励的隔振系统的性能。Xiao等研究了三次非线性阻尼隔振器在复合载荷下的传递率。Guo等人研究了力隔振系统和位移隔振系统的力和位移传递率。Lv和Yao研究了基于简谐力和基底激励的隔振系统的性能。然而，在多种输入载荷条件下，利用力传递率和基座位移传递率来估计和设计隔振器系统，还不够全面，需要一个新的评价指标来同时考虑力和位移的隔振效果1.2低频隔振系统为了提高系统的隔振范围和承载能力，研究者们提出了一种非线性刚度隔振器—QZS(Quasizerostiffness，准零刚度)概念。该隔振器可以有效地提高系统在低频区间的减振性能。一般而言，屈曲梁、倾斜弹簧等均可实现QZS特性，构建非线性隔振系统。范元卿和顾培民等人研究了六个弹簧组成的负刚度弹性元件并联装置，可以系统有效改善低频振动的现象。(a)(b)图1.2隔振系统示意图(a)蝶形弹簧隔振系统；(b)欧拉梁隔振系统Fig.1.2SchematicdiagramofvibrationisolationsystemButterflyspringvibrationisolationsystem;(b)Eulerbeamvibrationisolationsystem路纯红等人提出了一种负刚度机构，如图1.4(a)所示。通过水平弹簧提供的压缩力实现机构的负刚度。刘兴天等提出了带有欧拉梁的准零刚度隔振系统，如图1.2(b)所示，而后对该隔振系统进行了静力学与动力学分析，讨论了系统在激励下的隔振性能。孟令帅等研究了蝶形弹簧QZS隔振系统，如图1.3所示，并推导了系统的位移与力的传递率公式，对该系统参数在激励下对系统隔振性能的影响趋势进行了研究，图1.3蝶形弹簧隔振系统示意图；Fig.1.3Schematicdiagramofthebutterflyspringvibrationisolationsystem(a)(b)图1.4隔振系统示意图(a)带有滚轮的隔振系统(b)多自由度结构Fig.1.4Schematicdiagramofvibrationisolationsystem(a)Vibrationisolationsystemwithrollers(b)Multidegree-of-freedomstructure彭献等通过杆及弹簧组成的一种低频隔振系统，在使用过程中，通过改变杆的倾斜角度可以对隔振系统的参数进行调节。周加喜等采用了滚子结构，将滚子结构考虑到隔振系统的设计方案之中，设计了一种具有较好的低频隔振性能的隔振系统如图1.4(a)所示。Platus设计了一种多自由度低频隔振系统，其可以进行超低频率的减振，系统如图1.4(b)所示。图1.5电磁铁隔振系统结构示意图Fig.1.5SchematicdiagramofelectromagneticisolationsystemZhou等利用电磁铁设计了一个参数可调的准零刚度隔振系统，如图1.2(a)所示，该系统通过控制电控系统进而改变隔振系统参数的值。郑宜生等设计了一个带有永磁铁的准零刚度隔振系统。Zhang等在研究了准零刚度扭转-平动隔振器减振效果时，通过解析方法详细描述了振动频率干涉现象，得到了隔振器在扭转和平动都具有较好低频隔振效果的结论。Wigan使用正弦弹簧设计了能提供负刚度与恒定的弹性回复力的隔振系统。1.3系统辨识频域响应函数在工程实际中，一个系统的设计过程通常会考虑系统本身影响系统响应的参数或者系统的激励等。Volterra级数理论于1887年VitoVolterra关于解析泛函的研究中首先被提出的。后来NorbertWiener使用Volterra级数在军用研究中被用来进行雷达与非线性接收器的研究。Volterrra级数针对线性系统的研究即传统的频响函数概念在研究中和工程实践中已被广泛应用于工程系统之中，线性隔振系统的设计一般采用频域频响函数方法，如损伤检测，喉电装置，车辆悬架，海上平台，航空飞机。实践中随着研究的不断深入，研究者发现许多系统不能简单地用线性系统来描述和探讨，非线性系统的研究在这种现实下就显得尤为重要。非线性隔离系统的理想隔离性能通常是通过合理设计系统特征参数来实现，对于非线性系统，许多技术已被应用于非线性系统的分析和设计。GFRF可以方便地在频域分析非线性。然而，GFRF是多维的，这使得GFRF在实际中难以应用。然而，尽管GFRF在频域上提供了非线性系统的广义表示，但它是一系列多维函数，在实践中往往难以测量、显示和解释。为了解决这一问题，人们提出了许多新的概念，如NOFRF。Peng和Lang等推导出了在谐波激励下NOFRF和GFRF之间的解析关系，并分析了线性阻尼对系统共振区域的影响。Peng和Lang等将NOFRF与多输入多输出系统的研究之中。但是这些工具不能很好的显示表示系统的参数，Lang等提出了OFRF，并将其应用于一类非线性Volterra系统的输出响应与非线性特征参数之间的一维关系，从而应用于非线性系统的设计。Lv和Yao利用频散系数研究了阻尼对力和位移传递率的影响。OFRF揭示了非线性输出频率响应之间