基于折線包絡(luò)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法及其應(yīng)用.pdf

1、Hilbert-Huang變換(HHT)是一種新的非平穩(wěn)信號(hào)處理方法，它由經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD)與Hilbert譜分析(HSA)兩部分組成。HHT方法自提出后已經(jīng)在地震動(dòng)工程特性的研究及結(jié)構(gòu)系統(tǒng)識(shí)別等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。本文即圍繞HHT方法及其應(yīng)用展開研究工作。 作為對(duì)HHT方法的研究，針對(duì)傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法在處理長(zhǎng)周期信號(hào)時(shí)所面臨的問題，本文提出了一種分解效率更高的基于折線包絡(luò)的EMD方法，利用具有明確解析表達(dá)式的函數(shù)驗(yàn)證了該

2、方法所得結(jié)果的數(shù)學(xué)意義，并且討論了該方法分解地震波所得本征模態(tài)分量(IMF)的波形與頻譜特征。 為了深入驗(yàn)證該方法所得結(jié)果的物理意義，本文將所提出的基于折線包絡(luò)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法應(yīng)用于分析線性時(shí)不變和線性時(shí)變單自由體系(SDOF)的動(dòng)力響應(yīng)，并對(duì)其動(dòng)力特性進(jìn)行識(shí)別。其研究結(jié)果表明：在規(guī)則輸入下，基于折線包絡(luò)EMD方法能夠?qū)Ⅲw系動(dòng)力反應(yīng)中的穩(wěn)態(tài)反應(yīng)與瞬態(tài)反應(yīng)部分分解出來：穩(wěn)態(tài)反應(yīng)部分能夠提供有關(guān)輸入頻譜特性方面的信息；瞬態(tài)反應(yīng)部分

3、則能夠提供有關(guān)體系動(dòng)力特性方面的信息。這部分研究不僅深入驗(yàn)證了基于折線包絡(luò)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法應(yīng)用于基本的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問題所得結(jié)果的物理意義，而且也為該方法在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)識(shí)別領(lǐng)域的深入應(yīng)用提供一定的基礎(chǔ)。 最后，作為此基于折線包絡(luò)EMD方法在地震動(dòng)工程特性研究中的應(yīng)用，本文利用該方法分析了1999年臺(tái)灣Chi-Chi地震中記錄到的含速度脈沖的近斷層地震記錄，從中識(shí)別出了加速度脈沖，并利用反應(yīng)譜討論了加速度脈沖對(duì)近斷層脈沖型地震動(dòng)工程特性