基于小波分析的結構健康狀態(tài)監(jiān)測技術研究.pdf

1、損傷檢測是進行結構健康監(jiān)測的基礎，本文以結構監(jiān)測與損傷診斷為目的，研究了基于小波變換和小波包分析的損傷檢測方法。 闡述了實施土木工程結構健康監(jiān)測的必要性和迫切性，介紹了結構健康監(jiān)測與損傷診斷的概念，討論了系統(tǒng)組成、損傷檢測的方法及其研究現(xiàn)狀；研究了小波函數(shù)和尺度函數(shù)的時頻特性，小波變換的多分辨分析及其正交性。小波變換可以把信號分解到不同頻帶中，進行時頻域處理。實驗證明：(1)正交小波變換具有良好的濾波特性；(2)小波系數(shù)的瞬態(tài)突

2、變可以描述信號奇異性；(3)小波包分解頻帶能量分布能夠表征信號分量的能量變化，小波包分析為信號處理和特征提取提供一種更加精細的分析方法。 重點研究了基于小波分析的結構損傷檢測方法。在ASCE四層鋼結構模型的基礎上，采用正交小波變換分析其響應信號。研究表明：高頻分量中的尖峰值可以判斷是否發(fā)生損傷和損傷發(fā)生的時刻；當多個損傷接連發(fā)生時，尖峰值出現(xiàn)的順序可以準確的描述各種損傷發(fā)生的順序，并根據(jù)節(jié)點在結構中所處的空間位置，可以判斷出損傷

3、發(fā)生的區(qū)域。另外，提取損傷特征時，小波基函數(shù)的選擇至關重要，對于Daubechies小波系，不同支撐區(qū)間的Daubechies小波，損傷特征提取的效果是不同的，支撐區(qū)間越大，小波的正交性越好，提取的損傷特征越顯著。 基于小波包頻帶能量分解的結構損傷檢測方法是利用信號在不同頻帶的相對能量的分布關系監(jiān)測結構是否發(fā)生損傷。以正交小波作為基函數(shù)，對結構的加速度振動信號小波包分解，并計算每個頻帶上的相對能量。研究表明：不同類型損傷的小波包