HHT變換及其在結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用.pdf

1、該文圍繞新型信號(hào)處理方法HHT變換,對(duì)HHT變換理論及其在地震動(dòng)時(shí)頻特性和結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用進(jìn)行了較為全面系統(tǒng)的研究,并在MATLAB編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)平臺(tái)上編寫了基于HHT變換和相關(guān)理論的程序.信號(hào)分析技術(shù)的基礎(chǔ)是傅立葉變換.這一有力的工具將時(shí)域中采集的時(shí)間序列數(shù)據(jù)變換到頻域中的譜.以振動(dòng)信號(hào)分析而言,各個(gè)頻段的譜分量可以告訴我們振動(dòng)信號(hào)的各個(gè)組成部分,表征著不同的來(lái)源和不同的特征.許多在時(shí)域中看不大清楚的問(wèn)題,通過(guò)頻域里的譜一下子就變清楚了

2、.各種改進(jìn)了的譜分析技術(shù)和各種現(xiàn)代譜的出現(xiàn)使信號(hào)分析更上了一層樓,近幾年發(fā)展起來(lái)的HHT變換理論,就是一種適合分析非平穩(wěn)時(shí)程的譜分析方法.該文首先對(duì)HHT變換的兩部分:Huang變換和Hilbert譜分析理論及其分離過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了討論,然后對(duì)Hilbert阻尼譜理論的形成進(jìn)行了推導(dǎo),并以傳統(tǒng)信號(hào)處理方法—傅立葉變換為參考,比較分析了傅立葉變換和HHT變換,提出Hilbert譜和Hilbert阻尼譜都是包含時(shí)間—頻率—振幅的三維譜

3、,能夠看出振幅即能量和阻尼特性隨時(shí)間和瞬時(shí)頻率分布的特征.到目前為止,對(duì)地震加速度記錄進(jìn)行二次積分所得到的位移時(shí)程的"飄離"零線進(jìn)行糾正的方法很少,該文在驗(yàn)證Huang變換得到的固有模態(tài)函數(shù)信息重構(gòu)后的完整性和分量近似正交性的基礎(chǔ)上,提出運(yùn)用Huang變換進(jìn)行信號(hào)糾偏的方法,通過(guò)對(duì)已有記錄的速度、位移波形和反應(yīng)譜與經(jīng)過(guò)加速度積分、Huang變換糾偏后的波形和反應(yīng)譜的比較,然后對(duì)一單自由度體系輸入五條著名的加速度時(shí)程和經(jīng)過(guò)加速度時(shí)程積分、

4、Huang變換糾偏后的位移時(shí)程的結(jié)構(gòu)位移反應(yīng)結(jié)果進(jìn)行比較,結(jié)果證明了Huang變換在信號(hào)糾偏中的適用性.小波變換作為信號(hào)處理的一種手段,被越來(lái)越多領(lǐng)域的理論工作者和工程技術(shù)人員重視和應(yīng)用.同傳統(tǒng)的處理方法相比,小波技術(shù)作為一種調(diào)和分析方法,被證明具有十分巨大的生命力和廣闊的應(yīng)用前景.目前,小波分析仍然是非平穩(wěn)數(shù)據(jù)分析有效的方法.但是,小波變換雖然能夠在時(shí)域和頻域內(nèi)同時(shí)得到較高的分辨率,但它本質(zhì)上是一種窗口可調(diào)的傅立葉變換,其小波窗內(nèi)的信

5、號(hào)必須是平穩(wěn)的,因而沒(méi)有根本擺脫傅立葉分析的局限.該文比較了時(shí)程信號(hào)的HHT變換和小波分析,討論了兩者對(duì)各種特征信號(hào)的處理結(jié)果,顯示了HHT變換的Hilbert譜能清晰地刻畫信號(hào)能量隨時(shí)間、頻率的分布.對(duì)結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷,及時(shí)地發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損傷,對(duì)可能出現(xiàn)的災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè),評(píng)估其安全性結(jié)構(gòu)損傷診斷的方法很多.該文把HHT變換應(yīng)用到結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別以及結(jié)構(gòu)損傷診斷中,通過(guò)對(duì)深圳羅湖商務(wù)大廈模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理分析,該文探討HHT變換