时间序列和模态分析的理论与实践导论 弹性机械振动系统的识别pdf电子书版本下载

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第一章 导论 1

目 录 1

1.1 系统识别的分类和任务 2

1.2 模型的定义和关系 3

1.3 识别量和识别方法的特征 3

1.4 前提条件和实际考虑 5

1.5 参考文献 6

第二章 确定性信号和过程 8

2.1 运动学的基本概念 8

2.1.1 谐和信号 8

2.1.2 周期信号 10

2.1.3 叠加与调制（准周期）信号 13

2.1.4.1 付里叶变换 15

2.1.4 非周期信号 15

2.1.4.2 拉普拉斯变换 18

2.2 确定性单自由度系统 22

2.2.1 杜哈美尔（D uhamel）积分（卷积） 22

22.2 频率响应 27

2.2.3 传递函数 28

2.2.4 系统综述 29

2.3 确定性多自由度系统 29

2.3.1 权函数矩阵 29

2.3.2 频率响应矩阵 30

2.3.3 传递矩阵 31

2.4 离散信号与过程 32

2.4.1 时间连续信号的离散化 32

2.4.2 z－变换 34

2.4.3 离散付里叶变换 36

2.4.4 快速付里叶变换 37

2.5 付里叶变换，拉普拉斯变换和z－变换提要 38

2.6 习题 42

2.7 参考文献 44

第三章 随机信号和随机过程 45

3.1 统计学的基本概念 45

3.1.1 随机变量及其统计特征 45

3.1.2 多个随机变量 48

3.1.3 高斯分布 50

3.2 随机过程 52

3.2.1 平稳过程 52

3.2.2 各态历经过程 54

3.2.3 高斯分布过程 56

3.3 估计理论的基础 56

3.3.1 估计理论的基本概念 56

3.3.2 参数调整：确定性逼近和参数估计方法 60

3.3.3 加权最小二乘法 62

3.3.4 辅助变量法 67

3.3.5 参数估计方法小结 69

3.4 相关函数 70

3.4.1 简单的时间均值 70

3.4.2 自相关函数 70

3.4.3 互相关函数 72

3.4.4 相关系数 74

3.5.1 维纳－辛钦变换 75

3.5 功率谱密度 75

3.5.2 实功率谱密度 76

3.5.3 互功率谱密度 78

3.5.4 相干函数 82

3.6 通过单自由度系统的传输 83

3.6.1 时域描述 83

3.6.2频域描述 86

3.6.3 系统综述 88

3.7 通过多自由度系统的传输 89

3.7.1 时域描述 89

3.7.2 频域描述 89

3.8.1 采样 90

3.8.1.1 采样过程 90

3.8 离散随机信号与离散随机过程 90

3.8.1.2 采样在频域中的作用 91

3.8.1.3 离散值在频域中的应用 94

3.8.1.4 连续过程和离散过程，无限过程和有限过程之间的关系 96

3.8.2 截断效应 98

3.8.2.1 时域中的截断效应 98

3.8.2.2 其它窗函数的应用 101

3.8.2.3 频带扩展 105

3.8.3 相关函数的估计 107

3.8.4 功率谱密度的估计 108

3.8.41 经构造均值改进估计 109

3.8.4.2经过修正的功率谱密度的估计 112

3.8.5 关于参数的讨论 113

3.9 习题 114

3.10 参考文献 117

第四章 非参数识别及其应用 119

4.1 激励的可能性 120

4.1.1 谐和激励 121

4.1.2 瞬态激励 122

4.1.2.1 脉冲激励 122

4.1.2.2 快速扫频正弦激励 128

4.1.2.3 阶跃激励 128

4.1.3 随机激励 131

4.1.3.1 白噪声 131

4.1.3.2 宽带噪声 131

4.1.4 周期激励 133

4.1.4.3 伪随机激励 134

4.1.4.1 快速扫频和周期化 134

4.1.4.2 脉冲序列 134

4.1.4.4 重复性伪随机激励 135

4.1.5 比较性总结 135

4.2 付里叶分析 136

4.2.1 频率响应测量 136

4.2.2 求传递矩阵 140

4.2.3 提高精度的措施和总结 141

4.3 相关分析 142

4.3.1 从噪声背景中发现信号 143

4.3.2 求权函数 145

43.3 信号传递途径的研究 149

4.3.4 振源定位 152

4.3.5 倒谱分析 153

4.3.6 总结 155

4.4 谱分析 155

4.4.1 给出模型时的误差研究 155

4.4.2 声学中的两个应用 164

4.4.3 频率响应的测量 166

4.4.4 多自由度系统的研究 169

4.4.5 总结 174

4.5 借助于随机减量函数的分析 174

4.5.1 在输入量未知时根据经典方法求系统特性 175

4.5.2 随机减量函数 175

4.6 习题 178

4.5.3 应用 178

4.7 参考文献 181

第五章 参数识别及其应用 184

5.1 线性时不变多自由度系统的振动理论 184

5.1.1 能量表达式，运动方程 184

5.1.2 被动无阻尼系统 186

5.1.2.1 固有振动 186

5.1.2.2 强迫振动 188

5.1.2.3 自由振动 191

5.1.3 粘性阻尼系统 193

5.1.3.1 固有振动 193

5.1.3.2 强迫振动 198

5.1.3.3 自由振动 204

5.1.4 结构阻尼系统 205

5.1.4.1 特征值问题 206

5.1.4.2 强迫振动 208

5.1.5 阻尼系统的其它特性 209

5.1.5.1 特征振动 211

5.1.5.2 动态响应按特征量展开 212

5.1.6 主动系统 213

5.1.7 边界条件和初始条件的影响 219

5.1.8 系统参数矩阵的展开 224

5.1.8.1 系统参数矩阵与特征振动量 224

5.1.8.2 实际考虑 227

5.1.9 对数值处理的说明 229

5.1.9.1 特征振动量的计算 229

5.1.9.2 自由度凝缩 231

5.2 相位共振法 236

5.2.1 基础 236

5.2.2 单自由度系统的评价方法 239

5.2.2.1 频率响应的特性 239

5.2.2.2 求固有频率ωo 243

5.2.2.3 求有效阻尼a 244

5.2.2.4 求固有振型 245

5.2.2.5 求广义质量 246

5.2.3 实施 248

5.3 相位分离技术 254

5.3.1 谐和激励下的结构阻尼系统 255

5.3.1.1 模态阻尼 255

5.3.1.2 非模态阻尼 264

5.3.2 瞬态激励下的粘性阻尼系统 267

5.3.2.1自由振动 268

5.3.2.2强迫振动 271

5.3.3关于实施 272

5.4 其它参数识别方法 273

5.4.1 一种时域方法 273

5.5 习题 277

5.6 参考文献 281

第六章 间接识别：计算模型的系统参数校正 286

6.1 用加权最小二乘法的参数调整 287

6.2.1 利用特征值校正 291

6.2.1.1 刚度矩阵的校正 291

6.2 无阻尼系统 291

6.2.1.2 挠度矩阵的校正 294

6.2.1.3 惯性矩阵的校正 295

6.2.1.4 惯性矩阵、刚度矩阵以及挠度矩阵的校正 297

6.2.1.5 通过矩阵特征值问题校正刚度矩阵 298

6.2.1.6 通过矩阵特征值问题校正挠度矩阵 302

6.2.2 利用特征值和特征向量校正 304

6.2.2.1 通过矩阵特征值问题校正惯性矩阵和刚度矩阵 304

6.2.2.2 通过特征值残差和特征向量残差校正系统参数 308

6.2.3 利用测得的激励和响应的校正方法 309

6.2.3.1通过输出误差校正刚度矩阵 310

6.2.3.2 通过输入误差校正刚度矩阵 311

6.2.4.1 估计值的误差 312

6.2.4.2 目标泛函的灵敏度研究 313

6.2.4.3 系统量的灵敏度研究 314

6.2.4.4 子矩阵的选择 318

6.2.4.5 应用 320

6.3 粘性阻尼系统 321

6.3.1 利用特征值和特征向量校正 321

6.3.2 利用特征值校正 323

6.3.3 利用测得的激励和响应校正 324

6.3.3.1 输出误差 324

6.3.3.2输入误差 327

6.4 结构阻尼系统 329

6.4.1 利用特征值和特征向量校正 329

6.4.2 利用特征值校正 330

6.4.8.2输入误差 331

6.4.3 利用测得的激励和响应校正 331

6.4.3.1输出误差 331

6.5 结构元参数的估计 332

6.6 其它方法 335

6.7 习题 336

6.8 参考文献 340

第七章子系统技术 341

第八章附录：习题解答 342

第二章 342

第三章 348

第四章 358

第五章 368

第六章 382

6.2.4实施 512