基于稀疏徑向基網(wǎng)絡(luò)的脈沖響應(yīng)函數(shù)提取.pdf

1、如今，大型建筑如高鐵、橋梁、輕軌等在城市中迅速建成，給人們生活帶來方便的同時(shí)，其安全問題也引起人們的關(guān)注。因此對(duì)大型結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)成了熱點(diǎn)研究問題，目前是通過獲取振動(dòng)信號(hào)的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)，間接得到工程結(jié)構(gòu)的相關(guān)模態(tài)參數(shù)的方法來進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)，其中單位脈沖響應(yīng)函數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，因其非線性函數(shù)逼近能力強(qiáng)，抗噪性能好等優(yōu)點(diǎn)，開始引起學(xué)者的興趣，最常用的是前饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)—RBF網(wǎng)絡(luò)，因此本文選用 RBF網(wǎng)絡(luò)對(duì)單位脈沖響應(yīng)函數(shù)進(jìn)行提取。

2、　　單位脈沖響應(yīng)函數(shù)的準(zhǔn)確提取直接影響工程結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)。常用的提取單位脈沖響應(yīng)函數(shù)的方法有時(shí)域法、小波變換法、RBF網(wǎng)絡(luò)法等，但是這些方法對(duì)噪聲敏感，魯棒性差，因此本文在已有的RBF網(wǎng)絡(luò)中引入稀疏優(yōu)化的正交匹配追蹤算法，提出稀疏 RBF網(wǎng)絡(luò)來提取系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)。
　　首先，從現(xiàn)有的時(shí)域分析法、小波分析法、基于 RBF網(wǎng)絡(luò)的解卷積算法介紹振動(dòng)信號(hào)的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)提取算法，給出 RBF網(wǎng)絡(luò)隱層到輸出層的線性關(guān)系。
　

3、　其次，對(duì)經(jīng)典 RBF網(wǎng)絡(luò)的最小二乘法和正則化最小二乘法進(jìn)行理論推導(dǎo)，從壓縮感知理論、信號(hào)的稀疏性、稀疏表示原理三方面介紹稀疏表示理論；然后提出稀疏 RBF網(wǎng)絡(luò)，采用 K-means聚類算法獲得網(wǎng)絡(luò)隱層中心，正交匹配追蹤算法(OMP)求解網(wǎng)絡(luò)權(quán)值，由于權(quán)值信號(hào)非稀疏，需對(duì)權(quán)值引入二維 DCT基進(jìn)行稀疏表示，再用 OMP算法重構(gòu)權(quán)值，最后獲得網(wǎng)絡(luò)的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)。
　　最后利用稀疏 RBF網(wǎng)絡(luò)提取輕軌錨固螺桿振動(dòng)信號(hào)的單位脈沖響應(yīng)