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《北京交通大学》 2010年
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基于盲源分离技术的工程结构模态参数识别方法研究

张晓丹  
【摘要】: 随着我国城市化进程的加快,土木建筑工程得到了长足的发展。与此同时,一些已建及在建工程结构在设计、施工、老化等因素影响下,出现了不同程度的损伤及破坏,给人们的生命财产安全造成了严重的威胁。因此,如何快速、准确地判别工程结构当前状态下的健康状况,已成为工程界关注的热点及难点课题。本文在对传统模态参数识别方法的总结分析基础上,对基于系统输出的模态参数识别方法进行了系统、深入的研究,将盲信号处理领域的盲源分离技术引入工程结构的模态参数识别当中,提出一种非参数化的时域识别方法——基于盲源分离技术的模态参数识别方法。完成的主要工作及成果如下: 1.基于复模态理论,应用Hilbert变换增加虚拟测点,对原振动系统进行有效的扩阶,提出了具有较低计算量的基于盲源分离的模态参数识别改进方法(AMUSE-C)。不仅使基于盲源分离的模态参数识别方法可以辨识一般阻尼系统的模态参数,提高了对密集模态的辨识能力,而且可以通过对振动系统复频率的提取,直接识别模态频率与阻尼比,在节约计算成本的同时,使得盲源分离本身具备的高精度、强鲁棒性延续到模态频率与阻尼比的识别上,为盲源分离技术在工程结构模态参数识别领域的应用提供了全新的思路与方法。 2.在本文提出的基于盲源分离的模态参数识别改进方法AMUSE-C的基础上,引入联合时滞协方差矩阵,建立了具有较高稳定性的基于盲源分离的模态参数识别改进方法(SOBI-C)。克服了由于单一时滞协方差矩阵的非正定性给识别算法带来的不稳定性,提高了识别算法的鲁棒性,从而增强了基于盲源分离的模态参数识别方法的实用性。 3.通过对建立的改进识别方法SOBI-C的优化,采取对两组联合时滞协方差矩阵进行广义特征值分解,将主要计算压力从对众多单一时滞协方差矩阵的联合近似对角化转移到计算两组联合时滞协方差矩阵上,有效的降低了计算分析的成本,提高了实际应用的价值与意义。对工程实例的分析,表明本文提出的识别方法的计算结果与实测值吻合较好。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU31

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 郑晓宇;基于盲源分离技术的混凝土梁非线性振动分析[D];重庆大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邹琪,罗四维;ICA的共轭下降法[J];北方交通大学学报;2003年05期
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3 孙增寿,韩建刚,任伟新;基于曲率模态和小波变换的结构损伤位置识别[J];地震工程与工程振动;2005年04期
4 汪军,何振亚;瞬时混叠信号盲分离[J];电子学报;1997年04期
5 丛进,杨绿溪;基于QR分解的MIMO信道盲辨识和盲均衡方法[J];电子学报;2004年10期
6 胡学友,高隽,甘龙,王安东;一种自适应神经网络的信号盲分离及实验[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2002年06期
7 覃和仁,谢胜利;基于协方差矩阵的盲分离算法[J];计算机工程;2003年08期
8 张小兵;马建仓;陈翠华;刘恒;;基于最大信噪比的盲源分离算法[J];计算机仿真;2006年10期
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10 朱西产,张金换,李一兵,黄世霖;客车车身试验模态分析及其在车身定型中的应用[J];汽车技术;1996年06期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐异凌;盲信号分离方法及应用研究[D];电子科技大学;2004年
2 焦卫东;基于独立分量分析的旋转机械故障诊断方法研究[D];浙江大学;2003年
3 姚志远;大型工程结构模态识别的理论和方法研究[D];东南大学;2004年
4 王峻峰;基于主分量、独立分量分析的盲信号处理及应用研究[D];华中科技大学;2005年
5 禹丹江;土木工程结构模态参数识别[D];福州大学;2006年
6 梅铁民;盲源信号分离时域与频域算法研究[D];大连理工大学;2006年
7 徐尚志;盲信号分离算法的研究[D];中国科学技术大学;2005年
8 张明键;盲分离算法的研究[D];华南理工大学;2004年
9 袁连喜;线性盲源分离算法的理论与应用研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
10 王俊元;基于ICA的工作模态参数辨识方法研究[D];太原理工大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴体;肖承波;熊峰;;建筑结构中的振动问题与对策[J];四川建筑科学研究;2006年06期
2 张华智;冯毅芳;;利用小波分析方法识别结构模态参数[J];四川建筑科学研究;2007年06期
3 陈文元;赵雷;杜斌;;频率与振型对剪切型结构层间刚度的灵敏度分析[J];四川建筑科学研究;2008年04期
4 张潞;汪洋;;土木工程健康监测无线测试信号同步性研究(Ⅰ)[J];四川建筑科学研究;2010年05期
5 吴体;解振涛;王永维;罗苓隆;;结构动力特性测试在优秀历史建筑保护中的应用[J];四川建筑科学研究;2010年06期
6 张潞;汪洋;;土木工程健康监测无线测试信号同步性研究(Ⅱ)[J];四川建筑科学研究;2010年06期
7 李多田;张伟林;;小波包分析在混凝土缺陷检测中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2007年06期
8 李多田;张伟林;;结构无损检测与小波分析方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年03期
9 薛惠芳;王游;;基于ANSYS的平面闸门流固耦合振动特性的有限元分析[J];安徽农业科学;2012年08期
10 李广明;詹锦川;黄立平;朱轶峰;闵新力;;BP神经网络在确定蔬菜生产企业关键控制点阈值中的应用[J];现代农业科技;2006年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢永;蔡国平;刘松;;基于输入和输出数据的柔性板的时域空间建模与主动控制研究[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 牛草原;陈奎孚;;玉米植株抗倒折能力综合测试[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
3 刘衍平;张刘斗;;电子设备机柜结构的模态分析[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 张明星;柳亦兵;辛卫东;;基于时域方法的核电站沸水反应堆试验模态参数识别[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 ;Leakage Detection for Oil Pipelines Based on Independent Component Analysis[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 綦敦浩;章新华;范文涛;;水声信号盲分离排序算法[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
7 舒赞辉;韩秋实;;高速精密车削中心床身模态分析[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
8 赵发刚;周徐斌;申军烽;杜冬;;航天器在轨模态辨识技术的探讨[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
9 王旭东;李健;;屋顶风机致振问题的分析与处理[A];全国结构振动与动力学学术研讨会论文集[C];2011年
10 胡彦超;陈章位;;基于傅式正交多项式的整体频响函数拟合算法[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 乔梁;信源定位的可观测性及跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张之猛;水声信号处理中的盲解卷积技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 包兴先;基于模型定阶和信号消噪的海洋平台结构模态参数识别研究[D];中国海洋大学;2010年
4 陈为真;大型结构振动信号处理与模态参数识别研究[D];华中科技大学;2010年
5 雷金;洛仑兹平面电机的结构动态特性研究[D];华中科技大学;2010年
6 魏要强;基于空运行激励的数控机床结构实验模态分析新方法[D];华中科技大学;2010年
7 黄伟国;基于振动信号特征提取与表达的旋转机械状态监测与故障诊断研究[D];中国科学技术大学;2010年
8 刘强;基于复杂系统的铁路客流预测方法研究[D];中国铁道科学研究院;2008年
9 曾智刚;波浪运动升沉补偿液压平台关键问题试验研究[D];华南理工大学;2010年
10 赵敏;盲信号分离的原理及其关键问题的研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 符俊杰;敷设粘弹阻尼的矿用溜槽振动特性研究[D];山东科技大学;2010年
2 王春华;基于盲源分离的肺音信号提取研究[D];山东科技大学;2010年
3 倪川;某框架结构振动特性测试与控制分析研究[D];郑州大学;2010年
4 孔维峰;汽车水泵总成的动态特性研究[D];郑州大学;2010年
5 蒋静;基于子空间的二阶统计量盲信道辨识算法研究[D];郑州大学;2010年
6 刘卫兵;基于局域均值分解的机械故障诊断方法研究[D];郑州大学;2010年
7 张晓冬;基于全矢谱的智能诊断技术研究[D];郑州大学;2010年
8 边峦剑;基于改进粒子群的盲源分离算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 王雷;典型船用设备与船体结构耦合抗冲击特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 郝卓;长轴表面滚压加工装置的设计及加工过程数值模拟的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 张贤达,保铮;盲信号分离[J];电子学报;2001年S1期
2 王利恒;周锡元;阎维明;涂鸣;;钢筋混凝土梁非线性动力特性试验研究[J];地震研究;2006年01期
3 任宜春;易伟建;;钢筋混凝土梁的非线性振动识别研究[J];工程力学;2006年08期
4 王利恒;周锡元;阎维明;涂鸣;;无粘结预应力钢筋混凝土梁非线性动力特性试验研究[J];建筑结构;2008年10期
5 易伟建;段素萍;;带裂缝钢筋混凝土梁的非线性振动特征识别[J];振动与冲击;2008年03期
6 滕军;朱焰煌;周峰;李惠;欧进萍;傅学怡;顾磊;;基于复Morlet小波变换的大跨空间结构模态参数识别研究[J];振动与冲击;2009年08期
7 张晓丹;姚谦峰;;基于盲源分离的结构模态参数识别[J];振动与冲击;2010年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 董银峰;非平稳信号处理方法的改进及在地震工程中的应用研究[D];重庆大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 龙蓓;钢筋混凝土梁非线性振动研究[D];湖南大学;2008年
2 王剑越;钢筋混凝土梁基于非线性振动特征的损伤识别研究[D];重庆大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘成栋,郑东健,王献辉,闫静;非平稳时间序列法在特殊裂缝观测资料分析中的应用[J];水电自动化与大坝监测;2003年01期
2 陈宇欣,何振亚;一种基于周期平稳信号特性的递归盲波束形成算法[J];电子科技大学学报;2000年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 倪晋平;水声信号盲分离技术研究[D];西北工业大学;2002年
2 胡劲松;面向旋转机械故障诊断的经验模态分解时频分析方法及实验研究[D];浙江大学;2003年
3 冯长建;HMM动态模式识别理论、方法以及在旋转机械故障诊断中的应用[D];浙江大学;2002年
4 焦卫东;基于独立分量分析的旋转机械故障诊断方法研究[D];浙江大学;2003年
5 王然风;基于支持向量回归技术的大型复杂机电设备故障诊断研究与应用[D];太原理工大学;2005年
6 马维金;轧机自激振动诊断与结构动力学修改[D];太原理工大学;2006年
7 樊江玲;基于输出响应的模态参数辨识方法研究[D];上海交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 冯海涛;基于盲分离的机械噪声故障诊断研究[D];浙江大学;2002年
2 胡竞峰;基于网络的大型旋转机械远程监测与诊断系统的研究与开发[D];浙江大学;2003年
3 曾志强;复杂机械传动系统故障诊断[D];中北大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张晓丹;姚谦峰;;基于盲源分离的结构模态参数识别[J];振动与冲击;2010年03期
2 马明;沈越泓;孔昭煜;;一种基于盲源分离和Wigner-Hough变换的线性调频信号检测方法[J];弹箭与制导学报;2007年04期
3 李鸿燕;郝润芳;马建芬;王华奎;;基于独立分量分析的图像增强[J];弹箭与制导学报;2007年05期
4 权友波;王甲峰;岳旸;李蕾;严俊;;盲源分离技术现状及发展趋势[J];通信技术;2011年04期
5 申丽岩;方滨;沈毅;;基于负熵极大的独立分量分析方法[J];中北大学学报;2005年06期
6 李鸿燕;王华奎;;独立分量分析在混叠通信信号分离中的应用[J];仪器仪表学报;2006年S1期
7 李灯熬;张海燕;赵菊敏;马庆伦;;基于三阶循环平稳度准则的盲源分离算法[J];弹箭与制导学报;2011年02期
8 付卫红;杨小牛;刘乃安;曾兴雯;;通信侦察中通信复信号的盲源分离算法[J];华中科技大学学报(自然科学版);2007年04期
9 刘清欣;万红;;基于独立分量分析的胎儿心电信号提取[J];华北水利水电学院学报;2007年03期
10 马明;沈越泓;牛英涛;孔昭煜;;基于空间时频分布的非平稳信号盲分离算法性能研究[J];探测与控制学报;2007年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 解德鹏;景新幸;杨海燕;高珊;;基于声源定位和盲源分离的语音提取技术[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
2 周祥;樊涛;;基于盲源分离的储油罐底腐蚀混叠信号的识别与分离[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年
3 柴晶晶;陈文超;高静怀;;基于欠定盲源分离的地震盲反褶积方法[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
4 徐旭;郭崇慧;;稀疏成分分析的简要综述[A];中国运筹学会第十届学术交流会论文集[C];2010年
5 高磊;陈文超;高静怀;;基于盲源分离的面波压制方法[A];中国地球物理·2009[C];2009年
6 章新华;;盲源分离技术及其水声信号处理中的应用[A];2004年全国水声学学术会议论文集[C];2004年
7 焦卫东;杨世锡;吴昭同;;用盲源分离技术创建独立的虚拟传感器[A];中国仪器仪表学会学术论文集[C];2004年
8 范文涛;章新华;徐莉;;波束域盲源分离与MUSIC融合的方位估计算法[A];2008年全国声学学术会议论文集[C];2008年
9 马明;王新军;;一种Walsh变换域的盲源分离算法[A];2008年中国高校通信类院系学术研讨会论文集(下册)[C];2009年
10 黄高明;杨绿溪;苏国庆;;基于盲源分离的雷达抗干扰技术研究[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;ADSL掉线故障快速排查手册[N];电脑报;2004年
2 华佬 译;交流电源火线检测器[N];电子报;2003年
3 江西 刘书友;浅议谐波[N];电子报;2004年
4 云南 时韬;抗同频干扰收音机设计构想[N];电子报;2005年
5 霍文科;ATX电源好坏初断[N];中国电脑教育报;2004年
6 吴发杨;打造校园电视台实录[N];中国电脑教育报;2004年
7 江苏 金伯林;对电脑千万别玩“暴力”[N];中国电脑教育报;2005年
8 佚名;非接触IC卡技术[N];金融时报;2002年
9 ;烽火通信全业务EPON解决方案[N];人民邮电;2005年
10 荆林波;无线射频识别能否终结超市条形码[N];中国商报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张晓丹;基于盲源分离技术的工程结构模态参数识别方法研究[D];北京交通大学;2010年
2 李灯熬;基于循环平衡理论的盲源分离算法[D];太原理工大学;2010年
3 高建彬;盲源分离算法及相关理论研究[D];电子科技大学;2012年
4 徐先峰;利用参量结构解盲源分离算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
5 刘佳;单通道盲源分离及其在水声信号处理中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 郭靖;盲源分离的时频域算法研究[D];重庆大学;2012年
7 李昌利;盲源分离的若干算法及应用研究[D];西安电子科技大学;2010年
8 王卫华;盲源分离算法及应用研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 郝志华;基于局域波法和盲源分离的故障诊断方法应用研究[D];大连理工大学;2005年
10 林秋华;基于盲源分离的图像与语音加密新方法研究[D];大连理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周鋆卿;运动平台盲源分离技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
2 刘卫菠;通信信号盲源分离的高效算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 牛奕龙;盲源分离算法研究[D];西北工业大学;2005年
4 贺海港;盲源分离在通信信号分离中的应用[D];西安电子科技大学;2010年
5 焦东立;基于压缩感知的盲信号处理技术研究[D];电子科技大学;2011年
6 赵军;基于独立分量分析和基音提取技术的盲源分离[D];西安理工大学;2005年
7 宋跃辉;基于DSP的语音信号盲源分离[D];西安理工大学;2005年
8 许鹏飞;卷积混合数字通信信号的盲源分离[D];西安电子科技大学;2010年
9 李叶华;盲源分离在智能天线波束形成技术中应用的理论探讨[D];燕山大学;2010年
10 雷衍斌;航空发动机振动信号分离技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
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