HHT變換及其在結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用.pdf

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

2、.各種改進了的譜分析技術(shù)和各種現(xiàn)代譜的出現(xiàn)使信號分析更上了一層樓,近幾年發(fā)展起來的HHT變換理論,就是一種適合分析非平穩(wěn)時程的譜分析方法.該文首先對HHT變換的兩部分:Huang變換和Hilbert譜分析理論及其分離過程中出現(xiàn)的問題進行了討論,然后對Hilbert阻尼譜理論的形成進行了推導(dǎo),并以傳統(tǒng)信號處理方法—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間和瞬時頻率分布的特征.到目前為止,對地震加速度記錄進行二次積分所得到的位移時程的"飄離"零線進行糾正的方法很少,該文在驗證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,提出運用Huang變換進行信號糾偏的方法,通過對已有記錄的速度、位移波形和反應(yīng)譜與經(jīng)過加速度積分、Huang變換糾偏后的波形和反應(yīng)譜的比較,然后對一單自由度體系輸入五條著名的加速度時程和經(jīng)過加速度時程積分、

4、Huang變換糾偏后的位移時程的結(jié)構(gòu)位移反應(yīng)結(jié)果進行比較,結(jié)果證明了Huang變換在信號糾偏中的適用性.小波變換作為信號處理的一種手段,被越來越多領(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域和頻域內(nèi)同時得到較高的分辨率,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、號必須是平穩(wěn)的,因而沒有根本擺脫傅立葉分析的局限.該文比較了時程信號的HHT變換和小波分析,討論了兩者對各種特征信號的處理結(jié)果,顯示了HHT變換的Hilbert譜能清晰地刻畫信號能量隨時間、頻率的分布.對結(jié)構(gòu)性能進行監(jiān)測和診斷,及時地發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損傷,對可能出現(xiàn)的災(zāi)害進行預(yù)測,評估其安全性結(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)識別以及結(jié)構(gòu)損傷診斷中,通過對深圳羅湖商務(wù)大廈模型振動臺試驗數(shù)據(jù)的處理分析,該文探討HHT變換