泄流結(jié)構(gòu)多傳感器振動(dòng)響應(yīng)數(shù)據(jù)級(jí)融合方法與參數(shù)辨識(shí)研究.pdf

1、分類號(hào)：密級(jí)：UDC：學(xué)號(hào)：406006911054南昌大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文泄流結(jié)構(gòu)多傳感器振動(dòng)響應(yīng)數(shù)據(jù)級(jí)融合方法泄流結(jié)構(gòu)多傳感器振動(dòng)響應(yīng)數(shù)據(jù)級(jí)融合方法與參數(shù)辨識(shí)研究與參數(shù)辨識(shí)研究FloodDisgeStructureMultisensVibrationResponseDataFusionMethodParameterIdentificationResearch劉世立培養(yǎng)單位（院、系）：建筑工程學(xué)院指導(dǎo)教師姓名、職稱：李火坤副教授申請(qǐng)

2、學(xué)位的學(xué)科門類：工學(xué)學(xué)科專業(yè)名稱：水利工程論文答辯日期：2014年5月日答辯委員會(huì)主席：評(píng)閱人：年月日摘要摘要泄流結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別與動(dòng)力損傷診斷是近20年來研究熱點(diǎn)，頻率和振型為結(jié)構(gòu)動(dòng)力損傷診斷的兩大整體損傷因子，其中結(jié)構(gòu)的固有頻率是最易測(cè)得的動(dòng)力參數(shù)。多測(cè)點(diǎn)泄流結(jié)構(gòu)模態(tài)識(shí)別中，由于不同測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)信號(hào)頻率成分和噪聲水平不盡相同，結(jié)構(gòu)固有頻率識(shí)別結(jié)果僅能精確到一定區(qū)間范圍，而不是一個(gè)準(zhǔn)確值，這不利于基于頻率（或與頻率有關(guān)的損傷因子）變化

3、的動(dòng)力損傷診斷。數(shù)據(jù)級(jí)信息融合技術(shù)可根據(jù)一定的理論規(guī)則將多個(gè)信號(hào)融合為一個(gè)更加貼近真實(shí)值的信號(hào)。信息融合技術(shù)在結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用尚處于信號(hào)模擬的初步探索階段，為提供準(zhǔn)確、全面的振動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)泄流結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率的準(zhǔn)確識(shí)別，本文主要研究了以下內(nèi)容：（1）針對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)融合算法對(duì)信號(hào)相似度要求高以及固定融合系數(shù)的缺陷，本文提出了基于方差貢獻(xiàn)率的泄流結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)融合算法。并通過數(shù)值模擬的方式，從三個(gè)方面（準(zhǔn)確性、全面性以及密頻結(jié)構(gòu)融合）探討了基于

4、方差貢獻(xiàn)率的泄流結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)融合算法的可行性，并以蜀河閘墩結(jié)構(gòu)、二灘拱壩及信江樞紐泄流閘墩的原型觀測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該算法的可行性。研究表明：該算法能夠有效利用不同測(cè)點(diǎn)信號(hào)的相關(guān)性、互補(bǔ)性和冗余性，使融合后信號(hào)具有結(jié)構(gòu)整體振動(dòng)特性，其動(dòng)態(tài)融合模式較傳統(tǒng)加權(quán)融合算法更加靈活。（2）研究了基于概率密度函數(shù)的泄流結(jié)構(gòu)諧波響應(yīng)模態(tài)剔除方法。多測(cè)點(diǎn)模態(tài)識(shí)別難以分辨信號(hào)中的結(jié)構(gòu)響應(yīng)與諧波響應(yīng)，針對(duì)泄流結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)中混入的諧波信號(hào)（如兼發(fā)電與泄流的河床式水電站

5、發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的諧波信號(hào)），基于方差貢獻(xiàn)率的泄流結(jié)構(gòu)多測(cè)點(diǎn)動(dòng)態(tài)響應(yīng)融合算法具有較強(qiáng)的信息提取能力，無法剔除原測(cè)點(diǎn)混入的諧波響應(yīng)，常規(guī)去噪方法亦無法將其剔除。基于概率密度函數(shù)的泄流結(jié)構(gòu)諧波響應(yīng)模態(tài)剔除方法從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度分析諧波響應(yīng)與結(jié)構(gòu)響應(yīng)的差別，先對(duì)多測(cè)點(diǎn)信號(hào)頻域分解，再基于概率密度函數(shù)擬合各個(gè)頻率成分的振動(dòng)信號(hào)，最后通過模擬一組結(jié)構(gòu)響應(yīng)與諧波響應(yīng)的混合信號(hào)研究了該方法的可行性，并且通過預(yù)先在某泄流結(jié)構(gòu)原型觀測(cè)信號(hào)中加入諧波信號(hào)研究其