非线性转子系统数据驱动模型辨识与应用

本书以航空发动机转子系统动力学为背景、以线性系统辨识方法为基础介绍数据驱动建模方法，由此展开非线性系统模型结构及数据驱动建模方法的研究，在此基础上介绍适用于转子系统谐波信号建模的时域、频域数据驱动建模方法等方面的近期新理论研究成果。书中主要介绍数据驱动建模的模型结构和辨识算法的基本理论；介绍谐波信号辨识的谐波拼接辨识方法和频域辨识方法，并给出参数化NARX模型结构及建模方法；从动力学建模、仿真分析、故障特征和实验分析等方面对简单线性转子系统和包含连接结构的转子系统进行分析；以不平衡故障转子和螺栓连接转子为例，通过数值和实验案例详细说明新型建模方法在转子系统动力学建模方面的应用；提出基于数据驱动模型的转子系统设计和故障诊断方法；附录中附有必要的数值仿真流程和程序。 本书对系统辨识、转子动力学、故障诊断等方面的研究具有重要的参考价值，可供从事转子系统动力学研究特别是系统辨识领域的研究人员和学生参考，同时可供从事系统辨识、转子动力学、故障诊断等相关学科研究的教师和研究生参考。

前言
第1章 绪论
1.1 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 非线性转子-轴承系统振动特性分析研究现状
1.2.2 基于NARX模型的非线性系统建模研究现状
1.2.3 基于NARX模型的动态参数化建模研究现状
1.2.4 基于NARX模型的非线性系统设计与故障诊断方法研究
1.3 本书主要内容
参考文献
第2章 线性与非线性系统数据驱动模型
2.1 引言
2.2 线性系统及其ARX模型
2.2.1 线性系统输出特性
2.2.2 ARX模型
2.3 非线性系统及其NARX模型
2.3.1 非线性系统输出特性
2.3.2 NARX模型
2.4 数据驱动模型与系统辨识方法
2.4.1 数据驱动模型
2.4.2 系统辨识方法
2.4.3 模型验证
2.4.4 算例
2.5 本章小结
参考文献
第3章 基于谐波信号的NARX模型辨识
3.1 引言
3.2 基于谐波拼接的时域辨识方法
3.2.1 信号的选择与拼接
3.2.2 算例
3.3 基于谱分析的频域辨识方法
3.3.1 NARX模型的频域表达
3.3.2 谱分析与频域辨识方法
3.3.3 算例
3.4 非线性系统的参数化建模
3.4.1 时域参数化NARX模型辨识
3.4.2 算例
3.4.3 频域参数化NARX模型辨识
3.5 本章小结
参考文献
第4章 非线性转子系统动力学基础
4.1 引言
4.2 螺栓-盘连接转子系统建模
4.2.1 螺栓-盘连接结构简化模型建立及弯曲刚度分析
4.2.2 螺栓连接转子系统建模
4.2.3 模型验证
4.3 运动方程求解与结果分析
4.3.1 螺栓连接转子动力学特性分析
4.3.2 螺栓预紧力对转子系统振动特性影响分析
4.3.3 螺孔到盘心距离对转子系统振动特性影响分析
4.4 故障转子的非线性动力学特征
4.4.1 不对中和碰摩转子系统振动特征
4.4.2 转子系统不对中和碰摩模型
4.4.3 考虑不平衡与轴承故障的转子系统建模与分析
4.5 本章小结
参考文献
第5章 非线性转子系统NARX模型辨识方法
5.1 引言
5.2 非线性转子系统NARX模型的时域辨识方法
5.2.1 非线性不平衡转子系统的NARX模型
5.2.2 实验验证
5.3 非线性转子系统NARX模型的频域辨识方法
5.3.1 非线性转子系统NARX模型的辨识方法
5.3.2 实验验证
5.4 本章小结
参考文献
第6章 基于数据驱动模型的非线性转子系统设计与故障诊断
6.1 引言
6.2 基于NARX模型的非线性转子系统螺栓连接结构设计
6.2.1 螺栓连接结构刚度拐点设计
6.2.2 螺栓连接结构预紧力设计
6.3 基于NARX模型的非线性转子系统故障诊断方法
6.3.1 基于NARX模型的非线性响应谱函数
6.3.2 NARX-NRSF-SVM故障诊断方法
6.3.3 实验验证
6.4 本章小结
参考文献
附录