从理论和实验两方面研究了基于行波模型的结构梁响应控制方法.在梁及压电陶瓷作动器等处采用行波理论模型,导出了抑制柔性梁中行波传播的主动控制律及相应的控制补偿器.这是一个具有超越函数的补偿器,并在100～300 Hz的中频段,根据近似拟合的补偿器进行了主动控制实验研究,实验结果达到了50%的良好的控制效果.

针对柔性基础上马达的隔振设计问题,建立了刚柔耦合机械系统的动力学方程,对机器基础的模态耦合振动和固有频率偏移进行了数值计算和试验研究.研究结果表明,耦合系统的基频小于机器的安装频率;在高频段,柔性基础模态为耦合系统的主导模态.

针对非接触式悬浮传输装置的良好应用前景，设计可应用于此种场合的基于近场声的超声作动器。对该作动器的核心驱动部件——压电换能器进行了结构设计并加工制造出了换能器样机。利用PVS-300F型多谱勒激光测振仪对换能器样机进行模态试验，获得了相关的动态特性参数。利用该作动器进行悬浮能力试验，发现随着激励电压的增大，悬浮高度呈现非线性增加。作动器最大单位面积悬浮重量为12．53g／cm^2。将试验结果与声辐射压力的理论计算比较，发现两者具有相似的变化趋势。

针对小块体物料的短距离精密输送问题,提出超声振动输送新方法,设计制作了基于弯曲行波的环形压电输送振子。依据模块化设计思想,将输送装置设计成3个单一输送振子的并列组合,采取多个振子的同步驱动。对所设计振子的模态及同步驱动特性进行了理论分析与实际测试,试验结果验证了超声振动输送装置同步驱动的可行性。

考虑活塞具有矩形织构的摩擦与润滑因素,研究充气式双筒液压减振器动态阻尼特性。建立双筒液压减振器的阻尼特性数学模型和动压润滑方程,对减振器阻尼特性数学方程的复原和压缩行程进行求解,得到减振器上、下腔压力。采用雷诺空化边界条件,将上、下腔压力作为初始压力,对Reynolds方程采用五点差分法进行离散,利用超松弛迭代法(successive over⁃relaxation,简称SOR)进行求解,得到摩擦阻尼力。分析了活塞运动速度、织构深度、织构宽度、油膜厚度、活塞半径和宽度等因素对摩擦阻尼的影响,以及摩擦因素对减振器动态阻尼特性的影响,研究发现:减振器活塞与缸筒之间的摩擦力和阻尼力随着活塞速度、织构宽度和活塞宽度的增加而增加,随着织构深度的增加而先增加后减小,随着油膜厚度的增加而减小;活塞半径对摩擦力无明显影响。

模糊自适应共振理论(fuzzy adaptive resonance theory,简称Fuzzy ART)已被广泛应用于机械设备实时监控和故障诊断。Fuzzy ART采用只允许一个获胜节点学习的硬竞争学习机制,导致系统极易产生误判。针对此问题,将Yu范数相似度准则、生物侧抑制理论与Fuzzy ART相结合,建立了允许多个获胜节点学习的软竞争ART(简称Soft-ART)算法。为了提高故障诊断精度,运用Yu范数相似度测度改进了基于距离测度的特征参数选择方法。利用轴承故障诊断数据对特征选择算法及Soft-ART算法进行了检验,并与FCM,BP及Fuzzy ART算法进行了对比。结果表明,该Soft-ART算法具有更高的诊断精度,同时说明了特征选择算法的有效性。

针对复杂的转子振动信号中同时存在随机噪声干扰和工频噪声干扰的问题,提出了基于奇异值和奇异向量相结合的降噪方法.首先,对振动信号进行奇异值分解（singular value decomposition,简称SVD）,根据奇异值谱确定振动信号有效奇异值阶次;其次,对有效阶次范围内的奇异向量进行快速傅里叶变换（fast Fourier transform,简称FFT）,依据幅值谱筛选出对应于工频噪声的奇异向量;最后,利用其余的奇异值和奇异向量进行重构得到降噪的时域信号.通过仿真信号和工程试验信号对该方法进行了验证,结果表明,基于奇异值和奇异向量相结合的降噪方法,不但能有效降低振动信号中的随机噪声干扰,还能有效降低工频噪声干扰,同常用的陷波器方法相比所提出方法具有明显优势.

研究了一种基于奇异值分解的ERA改进算法和模态定阶方法。在奇异值分解基础上,根据选定阶次在动态系统中所占比重,提出一种模态定阶指标——奇异值百分比,将该指标应用在改进后的特征系统算法中。首先,利用脉冲响应信号构造初始Hankel矩阵,对此矩阵进行奇异值分解生成去噪后的信号矩阵;其次,根据Cadzow算法重构Hankel矩阵;最后,利用奇异值指标确定模态阶次。通过仿真算例验证了改进后的特征系统实现算法具有良好的抗噪能力,利用定阶指标能有效确定模态阶次、剔除虚假模态,对于阻尼识别精度更高。应用该方法对某三厢车排气系统进行了模态参数识别,通过与LMS系统识别结果比较验证了方法的准确性。

针对不利环境作用、损伤等易造成结构局部损伤且刚度退化程度不均匀的问题,以受弯梁为研究对象,从构件动力特性入手,综合考虑损伤前后的模态挠度曲率和固有频率变化,提出了基于频率变化率的刚度非均匀退化识别方法.首先,在柔度矩阵的基础上推导模态挠度曲率,通过损伤前后模态挠度曲率的改变量识别损伤位置参数,判定损伤区域;其次,对损伤区域进行节段划分,从欧拉-伯努利梁的动力方程出发建立损伤程度、损伤区域位置参数与固有频率之间的矩阵函数,实现直接利用频率值变化评估构件不同区域损伤程度.研究结果表明,该方法能很好地识别结构局部损伤位置和损伤程度,尤其是对于结构局部刚度不均匀退化的评估具有明显的优势.

由于采用气压法对大功率液压冲击器进行冲击性能测试时,测压管中气压传递发生的畸变会导致较大测量误差。通过构建气压管道传感系统无损模型,获得了气压测试系统的传递函数,在此基础上对管道结构尺寸进行了研究,从理论上分析了管道谐振频率以及管道瞬态压力往复反射状态变化对测量误差的影响规律。对大功率液压碎石器TB 725X的冲击性能参数采用两种不同结构参数的测压系统进行对比,试验结果表明,理论分析和试验数据基本吻合,为正确设计冲击器性能参数气压测量系统提供了有效的方法。