负刚度非线性系统的回复力曲面参数辨识方法

摘要

针对负刚度非线性振子回复力的辨识困难问题,提出了一种基于回复力曲面的时域非参数辨识方法.对比分析了位移微分和加速度积分的数值处理方法,给出了利用实验数据绘制4种典型负刚度振子三维回复力曲面图及提取刚度力和阻尼力的方法.研究结果表明:对4种负刚度振子的数值模拟,多项式刚度力和阻尼力系数的辨识精度都可达95％以上.通过搭建实验平台对不同加速度水平下的多稳态振子进行了扫频实验,并基于设计方法建立了多稳态振子的回复力表面,表面识别结果与实测回复力面吻合较好,验证了回复力曲面法辨识负刚度非线性振子的有效性.该研究为能量俘获及振动控制领域的非线性研究提供了一种可行的方法.