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文檔簡(jiǎn)介
1、結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)包含結(jié)構(gòu)本身的固有特性,通過(guò)對(duì)響應(yīng)信號(hào)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別可以真實(shí)反應(yīng)結(jié)構(gòu)特性,為診斷結(jié)構(gòu)健康狀況提供依據(jù)。模態(tài)參數(shù)識(shí)別技術(shù)在航空航天、土木工程、機(jī)械工程等領(lǐng)域已取得較快發(fā)展,但在海洋工程領(lǐng)域,由于海洋平臺(tái)服役于惡劣的海洋環(huán)境中,噪聲干擾的存在和環(huán)境激勵(lì)不充分,導(dǎo)致參數(shù)辨識(shí)方法難以奏效。信號(hào)消噪與模型定階已經(jīng)成為影響結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別效果的關(guān)鍵因素。
論文系統(tǒng)地總結(jié)了國(guó)內(nèi)外近年來(lái)有關(guān)基于輸出響應(yīng)的線性結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別方
2、法,對(duì)其應(yīng)用背景、研究意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、已有的研究方法成果及存在的問(wèn)題做了較為全面的論述。指出對(duì)于現(xiàn)階段基于輸出響應(yīng)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別技術(shù)在海洋工程領(lǐng)域的應(yīng)用,面臨的主要問(wèn)題是實(shí)測(cè)信號(hào)的消噪處理和虛假模態(tài)的剔除,而信號(hào)消噪和剔除虛假模態(tài)的關(guān)鍵又是合理的模型定階。
介紹了模態(tài)分析的相關(guān)理論和幾種較成熟的時(shí)域模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法:Ibrahim時(shí)域法、特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算法、最小二乘復(fù)指數(shù)法。簡(jiǎn)述幾種常用的模型定階方法:曲線擬合法、誤差
3、圖法、穩(wěn)定圖法、Hankel矩陣秩估計(jì)法,比較各方法的優(yōu)缺點(diǎn),提出了一種基于Hankel矩陣奇異值變化率的模型定階方法。重點(diǎn)介紹了一種行之有效的信號(hào)消噪方法——基于Cadzow迭代平均理論的消噪方法,并結(jié)合所提出的模型定階方法和最小二乘復(fù)指數(shù)法應(yīng)用于5自由度彈簧.質(zhì)量-阻尼系統(tǒng)的數(shù)值算例,驗(yàn)證集模型定階與信號(hào)消噪于一體的模態(tài)參數(shù)識(shí)別算法的正確性。
在弱背景噪聲影響的情況下,基于Hankel矩陣奇異值變化率的模型定階方法和基
4、于Cadzow理論的消噪技術(shù)便可達(dá)到良好的消噪效果,識(shí)別較準(zhǔn)確的模態(tài)參數(shù);當(dāng)信號(hào)受較強(qiáng)噪聲干擾時(shí),定階和消噪技術(shù)有時(shí)不能完全剔除虛假的模態(tài)信息,針對(duì)該問(wèn)題提出適用于比例阻尼系統(tǒng)的虛假模態(tài)剔除方法,通過(guò)某三維框架結(jié)構(gòu)和海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)數(shù)值算例,驗(yàn)證該方法可以有效剔除定階消噪后遺留的虛假模態(tài)。
最后,模擬對(duì)平臺(tái)施加不同方向(在平臺(tái)導(dǎo)管某一腿上沿對(duì)角線方向和垂直對(duì)角線方向)的脈沖激勵(lì),對(duì)獲得的加速度響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行參數(shù)識(shí)別,比較識(shí)別的模
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