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申请/专利权人：江苏科技大学

摘要：本发明涉及一种控制船舶板架结构激振强度的左特征向量配置优化方法，包括以下步骤：S1、向着船舶板架结构施加位移‑速度反馈控制，并建立其系统结构方程；S2、对船舶板架结构进行特征值和特征向量配置，并引入刚度系数；S3、导出船舶板架结构的导纳矩阵；S4、根据激励大小及位置，筛选出船舶板架结构的最优特征结构配置节点；S5、求解出船舶板架结构的反馈增益矩阵。经过实际数值推演，左特征向量配置优化方法可以完美契合、且反映各种外部激励，不仅能实现船舶板架结构特征值的优化配置，同时也可根据推导而来的左特征向量以实时对向着船舶板架结构所输出的激振力大小或方向进行控制，确保船舶板架结构始终维持于低激振强度状态。

主权项：1.控制船舶板架结构激振强度的左特征向量配置优化方法，其特征在于，假定典型船舶板架结构为具有n阶自由度的结构系统，且其质量、阻尼以及刚度矩阵分别为M，C，K，且均为n×n对称矩阵，其中M为正定矩阵，C和K为半正定矩阵；所述控制船舶板架结构激振强度的左特征向量配置优化方法包括以下步骤：S1、向着所述船舶板架结构施加位移-速度反馈控制，并建立其系统结构方程；设定位移-速度反馈控制的力矩阵为B，速度反馈矩阵为S，位移反馈矩阵为R；当所述控制船舶板架结构受到位移-速度反馈控制后，其系统方程表示为： S2、引入刚度系数，并对所述船舶板架结构进行特征值和特征向量配置；根据刚度系数，定义所述控制船舶板架结构的模态振型为r；且当未向着所述控制船舶板架结构施加位移-速度反馈控制前，其左特征向量的特征值用方程式表示如下： 当向着所述控制船舶板架结构施加位移-速度反馈控制后，其左特征向量的特征值用方程式表示如下： 此处所配置的左特征向量为接下来所要优化的变量，根据激励力所在的位置和大小，配置对应节点的左特征向量；在对所述控制船舶板架结构进行左特征向量部分特征结构配置时，假设该系统的前n个特征值配置用方程式表示为： 而其余特征值保持不变，且向着所述控制船舶板架结构施加位移-速度反馈控制后其各系统特征值相异；S3、测量得到所述船舶板架结构的导纳矩阵；所述船舶板架结构的导纳矩阵如下：Mi为变量，根据所设定的刚度系数范围，联合其余变量，一起优化，筛选出最优配置结果；Hηk＝Hx5；在方程式3的两边同时乘以Hx的转置，得到以下表达式：rk＝HxTηkS+RBTrk6；S4、筛选出所述船舶板架结构的最优特征结构配置节点；包括以下子步骤：S41、假设位移-速度反馈控制的激励力为δi,j，其中，i代表模态阶数，j代表节点数；S42、将方程式6分别简化成方程式7、方程式8；γk＝ηkS+RBTrk7rk＝HxTγk8联合方程式7、8求解出所述船舶板架结构预配置的左特征向量S43、通过matlab和isght联合优化，以模拟出所述船舶板架结构在受到位移-速度反馈控制作用前、后的频响函数对比图；在matlab中将外部激励的位置、配置左特征向量的位置、刚度系数、以及当天船舶航行的海水温度和天气温度设为变量，每产生一个激励，其所对应的节点，以配置此节点处所在位置的左特征向量，在isight中，利用遗传算法进行优化，激励力的位置范围根据所控制系统的自由度设置不同的数值，将其设置为输入变量，所配置的左特征向量位置的范围，根据激励力大小，设置同样的区间范围，也设置为输入变量，每产生一个激励，配置其对应的左特征向量所得到频响函数设置为输出变量；将刚度系数、海水温度、天气温度均设为输出变量，将遗传算法中种群规模设置为变量数目的倍数，世代数设置根据系统默认；优化进行时，所迭代的次数为种群规模乘以世代数，最后根据迭代处的数据筛选出最优结果；S5、求解出所述船舶板架结构的反馈增益矩阵，并具此判断出其激振强度。

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百度查询： 江苏科技大学 控制船舶板架结构激振强度的左特征向量配置优化方法