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[发明专利]一种基于ERA辨识算法的传感器非共位布置下振动预测方法-CN202310675094.1在审
发明人： 郭铁能;王晨航;石浩;李博;张建硕;姜楠 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2023-06-07 - 公布日： 2023-10-17 - 主分类号： G06F17/16 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于ERA辨识算法的传感器非共位布置下振动预测方法。本发明建立了一种结合ERA辨识的振动系统通过传递函数预测的方法，结合ERA算法和状态空间模型，对测试对象进行状态空间重构并检验重构模型的符合程度，在合适的重构条件下求出传递函数，进行传感器非共位布置下的振动预测分析，并提供一种运用该方法的装置，用于关键点位响应预测实验研究，解决了复杂系统传递函数获取困难，获取数据不好验证的问题，为振动预测提供了一种更为简便易行的思路。
一种基于 era 辨识算法传感器非共位布置振动预测方法

[发明专利]一种两交叉抛物柱体切向刚度测量装置-CN202111237070.5有效
发明人： 郭铁能;季如国;马云飞;彭立伟;周成 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2021-10-25 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G01N3/58 文献下载
摘要：本发明公开了一种两交叉抛物柱体切向刚度测量装置。该装置由测量装置、夹紧装置、激振装置以及旋转平台组成。测量装置起实时测量试件力和位移的作用。夹紧装置起固定试件的作用。激振装置对试件施加激振力，使试件产生力和位移。旋转平台通过旋转改变两交叉抛物线之间的角度。测量装置能够检测出两抛物柱体实时的切向刚度，便于对抛物柱体接触特性进行研究。该装置结构简单，易于操作。
一种交叉柱体刚度测量装置

[发明专利]一种交叉规则形貌柱体往复式微动磨损试验台装置-CN202211219958.0在审
发明人： 郭铁能;石浩;李博;王晨航;季如国;马云飞 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2022-10-07 - 公布日： 2023-01-03 - 主分类号： G01N3/56 文献下载
摘要：本发明公开了一种交叉规则形貌柱体往复式微动磨损试验台装置。该装置由旋转台座、试件夹紧装置、力加载装置、往复驱动装置、传感器装置、摩擦界面观测装置与数据采集与处理系统组成。旋转平台便于研究不同交叉角度对于磨损的影响。用于固定上、下试件的夹紧装置结构简单、夹持可靠。通过伺服电动缸推动上、下试件接触，对试验件均匀施加法向力。所述往复驱动装置包括动力源部件、直线导轨和滑块。采用激光高精度位移传感器进行切向微动位移检测，力传感器检测摩擦力和正压力。三维形貌仪和三维全场应变测试分析仪采用相机模组观测磨损界面，获得磨损性能评价参数。所设计的试验台装置具有微动精度高、接触角度可变等特点。
一种交叉规则形貌柱体往复式微磨损试验台装置

[发明专利]一种利用柔度矩阵指标辨识弹性支撑梁结构刚度薄弱环节的方法-CN202210023820.7在审
发明人： 郭铁能;马云飞;季如国;周成;彭立伟 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2022-01-10 - 公布日： 2022-04-19 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：一种利用柔度矩阵指标辨识弹性支撑梁结构刚度薄弱环节的方法属于机械振动测试领域。该发明考虑了能等效为弹性支撑梁结构的机床结构，以弹性支撑梁结构有限元模型为数值算例，利用状态空间法获取各测点的动态测试数据，通过对整体结构的柔度矩阵与整体结构的刚度矩阵各数值倒数差值的乘积得到薄弱参数矩阵，提取其对角线元素得到薄弱指标，比较薄弱指标的变化来识别结构的刚度薄弱环节。采用单元弹性模量E的减弱来模拟刚度薄弱环节，研究了弹性支撑梁结构单个单元和两个单元的刚度减弱和噪音参与的情况下频响函数指标的辨识效果。该方法克服了有限元分析中结合面建模不准确问题，也能克服Update算法收敛和盲目性问题，同时便于工程应用。
一种利用矩阵指标辨识弹性支撑结构刚度薄弱环节方法

[发明专利]一种测量余弦波规则形貌结合面切向刚度的装置及方法-CN202111470666.X在审
发明人： 郭铁能;彭立伟;周成;季如国;马云飞 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2021-12-03 - 公布日： 2022-04-15 - 主分类号： G01M5/00 文献下载
摘要：一种测量余弦波规则形貌结合面切向刚度的装置及方法，属于结合面力学分析和动力学研究领域，具体涉及基于理论公式与装置测量来测量余弦波规则形貌结合面切向刚度的方法。由工作台(1)、固定在工作台上的法向加力装置(2)、切向激光微位移传感器(3)、法向力传感器(4)、上试件(5)、下试件(6)、切向力传感器(7)、两轴移动滑轨(8)、切向加载丝杠(9)减震垫块(10)以及计算结合面力学特性的信号采集系统组成。本发明针对机加工表面存在的规律性和周期性特征，具有加工简单、操控简易等优点，能够实现对具有余弦波规则形貌结合面施加切向正载及偏载加载时的结合面力学特性分析。
一种测量余弦规则形貌结合刚度装置方法

[发明专利]一种利用频响函数指标辨识二维梁结构刚度薄弱环节的方法-CN202110497421.X在审
发明人： 郭铁能;周成;彭立伟;孟令军;华旭 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2021-05-08 - 公布日： 2021-07-20 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用频响函数指标辨识二维梁结构刚度薄弱环节的方法。该发明解决了对组合机床结构刚度薄弱环节辨识的一个关键技术问题。考虑了能等效为二维梁结构的机床结构，以梁结构有限元模型为数值算例，利用状态空间法获取各测点的动态测试数据，该方法利用频响函数包含结构信息的丰富性和刚度薄弱位置相对于相邻位置刚度的变化来建立频响函数的指标。采用单元弹性模量E的减弱来模拟刚度薄弱环节，研究了梁结构单个单元和两个单元的刚度减弱和噪音参与的情况下频响函数指标的评估效果。该方法克服了有限元分析中结合面建模不准确问题，也能克服Update方法中算法收敛和盲目性问题，同时便于工程应用。
一种利用函数指标辨识二维结构刚度薄弱环节方法

[发明专利]一种在风机参数及电机运转参数已知条件下的空冷岛风机桥架优化方法-CN201611117756.X有效
发明人： 郭铁能;王荔;时政;王一杰 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2016-12-07 - 公布日： 2020-04-03 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：一种在风机参数及电机运转参数已知条件下的空冷岛风机桥架优化方法，基于风机桥架的振动情况进行实地测试，找到风机桥架的振型及振动源；分析风机旋转对风机桥架产生的激振力，并找到对风机桥架有影响的激振力为轴向力；通过将风机桥架的一阶振振型、稳态响应与相应简支梁的一阶振型、稳态响应作对比，从而将风机桥架简化为简支梁模型；通过轴向力计算公式及稳态响应范围，建立架设费用最低的桥架设计方法。通过现场测试并应用MATLAB将作出频响曲线确定桥架振动源，通过对振源的分析找到桥架的主要激振力，然后应用ANSYS仿真分析将桥架模型简化，最后得出一种基于风机轴向力公式、桥架的振动幅值范围的桥架设计方法。
一种风机参数电机运转已知条件下空冷岛优化方法

[发明专利]一种利用曲率转角指标辨识弹性支撑梁刚度薄弱环节的方法-CN201910981431.3在审
发明人： 郭铁能;孟令军;华旭;杨涛;闫志杰 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-10-16 - 公布日： 2020-01-31 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：一种利用曲率转角指标辨识弹性支撑梁刚度薄弱环节的方法属于机械振动领域，解决了对组合机床结构刚度薄弱环节辨识的一个关键问题。采用了考虑能等效为弹性支承梁结构的机床结构。以弹性支撑梁结构的有限元模型为数值算例，利用状态空间法获取数值模型各节点的动态响应数据，通过最小二乘法拟合的数据与实测的数据建立关系，采用曲率转角新指标辨识刚度薄弱环节。通过锤击法对获取各阶模态下的模态参数，利用模态状态空间法获取位移这种相对数据，利用系统重构来消除试验测试中位移相对测定法导致的不准确性以及噪声对数据获取过程的干扰。该方法克服有限元分析中结合面建模不准确问题，也能克服Update方法中算法收敛和盲目性问题。
薄弱环节辨识曲率弹性支撑梁状态空间法转角模态最小二乘法拟合数据获取过程弹性支承动态响应关键问题机床结构机械振动结构刚度模态参数试验测试数据建立数值模型算法收敛系统重构准确问题组合机床测定法锤击法结合面梁结构元模型建模实测噪声分析

[发明专利]一种在梁式桥架参数及振动幅值条件下的空冷风机梁式桥架设计的方法-CN201910931895.3在审
发明人： 郭铁能;孟令军;华旭;杨涛;闫志杰 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-09-27 - 公布日： 2020-01-14 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：一种在梁式桥架参数及振动幅值的条件下的空冷风机梁式桥架设计的方法，属于结构性能研究领域，通过对梁式风机桥架振动进行现场测试发现了风机偏心所引起的桥架振动，且风机桥架的振动幅值与偏心质量大小有关，也与两个主梁的竖向刚度有关。为了分析偏心质量与风机桥架的振动关系，求取不同工况下偏心质量引起的偏心力对桥架的作用，建立偏心力作用下的梁式桥架刚度分析模型，通过测量桥架两侧主梁上振动幅值大小，间接估算风机偏心质量的大小，并推导了偏心质量对桥架振动影响的量化公式。本文建立了风机偏心质量与梁式桥架参数及振动幅值之间的关系，为梁式桥架设计时避免风机偏心引起的桥架振动提供依据。
偏心桥架梁式风机风机桥架主梁刚度分析结构性能空冷风机现场测试振动关系振动影响测量桥力作用偏心力竖向推导估算计时架设量化发现分析研究

[发明专利]一种利用曲率指标辨识一维杆结构刚度薄弱环节的方法-CN201910871605.0在审
发明人： 郭铁能;孟令军;华旭;杨涛;闫志杰 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-09-16 - 公布日： 2019-12-27 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用曲率新指标来辨识杆结构刚度薄弱环节的方法。采用了考虑能等效为一维杆结构的机床结构，以杆结构有限元模型为数值算例，利用状态空间法获取各节点的动态测试数据，该方法利用结构在低频状态下呈现静态特性，通过实测数据与基于实测数据构造之差的基础上进行曲率指标建立。采用单元的刚度值减弱来模拟刚度薄弱环节，研究了杆结构的单个单元、两个单元和三个单元的刚度减弱和涉及噪音参与的四种情况下验证曲率指标的评估效果。基于动态测试数据并利用曲率新指标能较好地辨识杆结构的薄弱环节，该方法克服有限元分析中结合面建模不准确问题，也能克服Update方法中算法收敛和盲目性问题，同时便于工程应用。
杆结构曲率薄弱环节动态测试数据实测数据辨识状态空间法单个单元低频状态工程应用机床结构静态特性评估效果算法收敛准确问题结合面元模型建模噪音验证分析研究

[发明专利]一种接触式两圆柱体轴线交叉角度自动测量装置-CN201810314944.4有效
发明人： 郭铁能;王一杰;闫志杰;白春生;曹进选;杨涛 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-04-10 - 公布日： 2019-10-29 - 主分类号： G01B21/22 文献下载
摘要：本发明公开了一种接触式两圆柱体轴线交叉角度自动测量装置，该装置由装置平台、检测装置、驱动装置组成。装置平台起支撑、固定作用，装置平台能够有效的支撑起检测装置及驱动装置。装置平台圆周导轨的边缘部分放置径向圆光栅，有效的自动测量和控制角位移。该装置能够适用于不同尺寸大小的试件，适用范围较广，可以满足不同的实验需求。检测装置能够实时监测施加力的大小，便于对结合面力学特性进行研究。该装置安装方法简单，原理清晰，自动控制，操作简便。
装置平台检测装置自动测量装置圆柱体轴线驱动装置接触式自动测量和控制固定作用力学特性实时监测实验需求圆周导轨装置安装角位移结合面施加力圆光栅试件支撑清晰研究

[发明专利]一种空冷岛风机叶频干扰力的测量装置-CN201711033040.6有效
发明人： 郭铁能;白春生;王一杰;曹进选 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2017-10-29 - 公布日： 2019-08-09 - 主分类号： F04D27/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种空冷岛风机叶频干扰力的测量装置，该测量装置包括风力测量挡板、连接杆、力传感器和强力磁座。连接杆使用钢杆攻丝后与风力测量挡板通过螺纹孔配合连接。连接杆是由各个钢杆结构连接组成，起支撑、连接作用，能够方便与力传感器的安装。强力磁座由具有强磁力的圆柱形磁铁和垂直于圆柱面的螺栓组成；强力磁座是将力传感器与风力测量挡板组装的结构垂直固定在桥架的下端；强力磁座能够有效的将测量装置固定在桥架的下端，从而解决测量装置的固定问题从而解决测量风机转动产生的叶频作用在桥架上干扰力大小的问题，为进一步准确分析解决桥架的振动问题提供有力的数据支持。
一种空冷岛风机干扰测量装置

[发明专利]一种利用曲线转角指标评估悬臂梁刚度薄弱环节的方法-CN201811118972.5在审
发明人：蔡力钢;曹进选;郭铁能;白春生;王一杰 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-09-25 - 公布日： 2019-02-01 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用曲线转角指标评估悬臂梁刚度薄弱环节的方法，该方法利用结构在低频状态下呈现静态特性，通过实测数据与基于实测数据构造的挠度数据之差的基础上，采用曲线转角指标来进行刚度薄弱环节的评估。该方法基于动力学测试的振动实验数据，需要获取每个测点的低频下的响应数据和系统在各阶模态下的模态参数。然后，提出利用现代控制理论中的状态空间方法进行系统重构来消除在测试过程中的噪声干扰以及获取系统低频信号使得在工程应用成为可能。
薄弱环节曲线转角实测数据指标评估悬臂梁动力学测试测试过程低频信号低频状态工程应用获取系统静态特性控制理论模态参数挠度数据系统重构响应数据噪声干扰振动实验状态空间测点模态评估

[发明专利]一种提高高架桥式龙门机床横梁横向刚度的设计方法-CN201810248243.5在审
发明人：蔡力钢;吴涛;白春生;王一杰;郭铁能 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-03-24 - 公布日： 2018-11-06 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种提高高架桥式龙门机床横梁横向刚度的设计方法，属于高架桥式龙门机床制造领域。对高架桥式龙门机床横梁进行了的静力分析，高架桥式龙门机床的动力学分析，横梁的模态分析；横梁水平0.5g加速度的变形分析；本发明更具体地针对此类机床横梁的结构和筋板结构的优化设计，提出一种提高高架桥式龙门机床横梁横向刚度的设计方法。该发明的提出可降低此类机床的整机重量，提高横梁的横向刚度，进而提高机床的整体刚度，最终提高机床切削速度和综合性能。
高架桥式龙门机床横梁横向横梁机床动力学分析横梁水平横向刚度机床横梁机床切削筋板结构模态分析优化设计整体刚度综合性能静力整机变形分析制造

[发明专利]一种仿生式伸缩飞艇及其协调控制方法-CN201410856701.5有效
发明人：李智斌;郭铁能;李明航;田科丰;唐智勇;黄典刚 -专利权人：李智斌;中国科学院光电研究院
申请日： 2014-12-31 - 公布日： 2018-06-26 - 主分类号： B64B1/22 文献下载
摘要：本发明公开了一种仿生式伸缩飞艇，由头舱、尾舱和设置于头舱和尾舱之间的多个中间舱组成，每个中间舱具有两个径向连接环：分别是根部连接环和端部连接环，相邻两个中间舱的径向连接环共用；并且，靠近头舱和尾舱的两个中间舱的靠外侧的径向连接环分别是头舱和尾舱的根部连接环；每个舱段还包括主动伸缩纵轴组合和辅助伸缩皮囊组合；主动伸缩纵轴组合用于带动每个舱段的径向连接环沿轴向移动，实现整个飞艇的纵向伸缩；辅助伸缩皮囊组合在主动伸缩纵轴组合的带动下，与径向连接环同步伸缩。该仿生式伸缩飞艇，可以在升降过程中实现较大范围的体积变化，可以满足平流层的工作需求。本发明同时提供了基于上述仿生式伸缩飞艇的协调控制方法。
伸缩径向连接飞艇仿生式中间舱尾舱伸缩皮囊协调控制连接环舱段端部连接工作需求升降过程体积变化同步伸缩轴向移动纵向伸缩平流层环沿

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