磁流变阻尼器boucwen模型的参数识别
时间: 2023-11-18 10:03:05 浏览: 222
磁流变阻尼器(MR阻尼器)Bouc-Wen模型的参数识别可以通过实验数据来实现。一般来说,参数识别的步骤如下:
1. 确定实验测试条件,包括外部激励信号、测试频率、温度等;
2. 测试MR阻尼器的响应,获取到位移、速度和作用力等信号;
3. 根据测试数据,利用最小二乘法或其他参数优化算法,对Bouc-Wen模型的参数进行识别;
4. 根据识别结果,对模型进行验证和调整。
具体地说,MR阻尼器Bouc-Wen模型的参数包括:
1. 阻尼系数h:表示MR阻尼器的阻尼特性,可以通过实验测量得到。
2. 非线性参数alpha:表示非线性特性的强度,可以通过实验测量得到。
3. 非线性参数beta:表示非线性特性的形状,可以通过实验测量得到。
4. 最大阻尼力Bmax:表示MR阻尼器在最大磁场时的阻尼力,可以通过实验测量得到。
5. 零场阻尼力B0:表示MR阻尼器在零磁场时的阻尼力,可以通过实验测量得到。
6. 常数gamma和k:表示非线性特性的形状,可以通过实验测量得到。
在实际应用中,可以根据具体问题,采用不同的参数识别方法来确定Bouc-Wen模型的参数。
相关问题
磁流变阻尼器boucwen模型的参数识别的matlab代码
磁流变阻尼器(MR阻尼器)Bouc-Wen模型的参数识别的MATLAB代码可以参考以下步骤:
1. 获取实验数据,包括位移、速度和作用力等信号。这里以位移信号为例,假设数据存储在名为`xdata`的向量中。
2. 定义Bouc-Wen模型的函数形式,例如:
```matlab
function ddx = mr_boucwen_model(x, dx, F, V, alpha, beta, h, Bmax, B0, gamma, k)
% 计算加速度
I = (V - dx*R)/L;
B = Bmax*(1-exp(-gamma*abs(I))^k) + B0;
ddx = (F - B*dx - alpha*abs(dx)^beta*dx)/h;
end
```
其中,`x`、`dx`、`F`和`V`分别表示位移、速度、作用力和电压,`alpha`、`beta`、`h`、`Bmax`、`B0`、`gamma`和`k`为Bouc-Wen模型的参数。
3. 定义参数识别的目标函数,例如采用最小二乘法:
```matlab
function sse = mr_boucwen_fit(p, xdata, ddxdata, dx0, F, V)
% 基于最小二乘法的Bouc-Wen模型参数识别
alpha = p(1);
beta = p(2);
h = p(3);
Bmax = p(4);
B0 = p(5);
gamma = p(6);
k = p(7);
% 初始化变量
n = length(xdata);
x = zeros(n, 1);
dx = zeros(n, 1);
ddx = zeros(n, 1);
x(1) = xdata(1);
dx(1) = dx0;
% 计算每一步的加速度
for i = 2:n
dx(i) = dx(i-1) + ddx(i-1)*dt;
x(i) = x(i-1) + dx(i)*dt;
ddx(i) = mr_boucwen_model(x(i), dx(i), F(i-1), V(i-1), alpha, beta, h, Bmax, B0, gamma, k);
end
% 计算残差平方和
sse = sum((ddx - ddxdata).^2);
end
```
其中,`p`为Bouc-Wen模型的参数向量,`xdata`和`ddxdata`分别为位移和加速度的实验数据,`dx0`为速度的初始值,`F`和`V`分别为作用力和电压,`dt`为仿真步长。
4. 利用MATLAB内置的参数优化函数,例如`fmincon`,进行参数识别:
```matlab
% 参数优化
p0 = [1, 1, 1, 1, 0, 1, 1]; % 初始参数值
lb = [0, 0, 0, 0, -inf, 0, 0]; % 参数下限
ub = [inf, inf, inf, inf, inf, inf, inf]; % 参数上限
options = optimoptions('fmincon', 'Display', 'iter', 'Algorithm', 'interior-point');
p = fmincon(@(p) mr_boucwen_fit(p, xdata, ddxdata, dx0, F, V), p0, [], [], [], [], lb, ub, [], options);
```
其中,`p0`、`lb`和`ub`分别为参数的初始值、下限和上限,`options`为优化选项,可以根据具体问题进行调整。最终得到的参数向量为`p`。
5. 对识别结果进行验证和调整,例如将识别后的参数代入Bouc-Wen模型,与实验数据进行比较。如果存在较大偏差,可以尝试调整参数的范围和初始值,重新进行参数识别。
需要注意的是,磁流变阻尼器Bouc-Wen模型的参数识别需要根据具体问题进行调整,包括实验条件、模型的函数形式和参数范围等。
磁流变阻尼器boucwen模型参数用遗传算法辨别的matlab代码
磁流变阻尼器Bouc-Wen模型的参数可以使用遗传算法进行辨识,以下是MATLAB代码示例:
```matlab
% 遗传算法辨识磁流变阻尼器Bouc-Wen模型参数
% 目标函数:最小化实验数据与模型数据之间的误差平方和
% 定义目标函数
function [error, Fs] = MRD_BoucWen_GA(x, data)
% 输入参数:
% x(1)-x(4):Bouc-Wen模型参数
% x(5):非线性指数n
% x(6):阻尼系数gamma
% x(7):柔度力Fc
% data:实验数据,包括位移和力
% 计算模型数据
nData = length(data);
Fs = zeros(nData, 1);
for i = 1:nData
Fs(i) = MRD_BoucWen(x(1), x(2), x(3), x(4), x(5), x(6), data(i,1), x(7));
end
% 计算误差平方和
error = sum((Fs - data(:,2)).^2);
end
% 定义GA参数
nVar = 7; % 变量个数
lb = [-100, -100, -100, -100, 0, 0, 0]; % 变量下界
ub = [100, 100, 100, 100, 10, 10, 100]; % 变量上界
options = gaoptimset('PopulationSize', 50, 'Generations', 100, 'EliteCount', 5, 'TolFun', 1e-6);
% 运行GA算法
data = load('experimental_data.mat'); % 加载实验数据
x = ga(@(x) MRD_BoucWen_GA(x, data), nVar, [], [], [], [], lb, ub, [], options);
```
上述代码中,定义了目标函数`MRD_BoucWen_GA`用于计算实验数据与模型数据之间的误差平方和。然后,使用MATLAB内置的遗传算法`ga`进行参数辨识,其中`nVar`表示变量个数,`lb`和`ub`分别表示变量的下界和上界,`options`为算法参数。最终得到辨识出的参数`x`。在这里,我们假设实验数据已经保存在一个.mat文件中,可以使用`load`函数进行加载。
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