基于解析模式分解的結構振動信號處理及系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、結構振動信號處理和特征參數提取是結構健康監(jiān)測數據科學研究的熱點研究問題之一。特別是結構振動信號的瞬時特征，是進行結構參數識別和損傷識別的重要指標，對于評估結構狀況具有十分重要的作用。論文為對結構振動信號進行有效分解并獲得分解后振動響應的時頻特征，基于解析模式分解提出了擴展離散解析模式分解?；跀U展離散解析模式分解，提出了截止頻率選取的優(yōu)化方法，即用自回歸功率譜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的傅里葉譜選取截止頻率。同時為了提供一個方便、快捷和便于工程實際應用的

2、土木工程結構振動信號處理工具，論文基于MATLAB開發(fā)了結構振動信號處理軟件Structural dynamic response analysis(SDRA)。最后，以吉安贛江公路大橋為工程實例，利用開發(fā)的軟件和結構振動信號處理方法，識別了大橋的模態(tài)參數。論文的主要工作如下:
　　1.基于解析模式分解提出了適用于離散信號的擴展離散解析模式分解，給出了離散信號解析模式分解的頻響函數特征，在此基礎上，提出了離散信號分解的兩步以及四步

3、分解法。并利用合成的數字信號驗證兩步和四步擴展解析模式分解的有效性。
　　2.為了對離散解析模式分解的截止頻率進行自動化優(yōu)化選取，提出用自回歸功率譜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的傅里葉譜選取截止頻率的方法。特別是對于受到噪聲影響或者具有密集頻率成分的信號，自回歸功率譜能有效的選取擴展離散解析模式分解的截止頻率。
　　3.論文基于MATLAB平臺開發(fā)了土木工程結構振動響應處理軟件SDRA。介紹了軟件界面、菜單鍵的編制以及軟件的具體功能。SDRA可

4、以對輸入的振動信號進行傅里葉譜、自回歸譜分析，在譜分析的基礎上，可以選取解析模式分解所需的截止頻率，并對信號進行解析模式分解。對提取的單一頻率信號分量，可以利用希爾伯特變換獲得信號的瞬時幅值和瞬時頻率，基于此可以進一步獲得基于解析模式分解的信號時頻分析譜。
　　4.論文最后以吉安贛江公路大橋為工程實例，利用大橋環(huán)境振動加速度實驗數據，利用自回歸功率譜找出了信號分解的截止頻率;進而利用解析模式分解獲得了大橋的前兩階振動響應，并識別出