收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于小波变换的时变结构参数识别研究

王超  
【摘要】: 近年来,越来越多大型土木工程结构安装了结构健康监测系统,结构参数识别是桥梁健康监测和损伤识别的关键核心技术,也是难点。对于时不变系统,目前已有许多模态参数识别方法。然而,许多实际的土木工程结构在其运营过程中表现出时变特性,识别这类结构的时变参数(模态参数和物理参数)对监测结构运营状况和诊断结构损伤情况十分重要。另外,实际土木工程结构在一定程度上表现出非线性行为,一方面由于材料本身的非线性及结构的几何非线性,另一方面由于结构发生损伤,也会表现出非线性行为,通常的线性理论不能很好反映非线性结构的本质特征。本文在总结前人工作的基础上,采用小波变换的方法识别时变结构的时变参数(模态参数和物理参数)和结构的非线性,从理论、数值模拟和试验三个方面做了比较深入的研究。主要研究工作如下: (1)首先简要介绍了结构健康监测系统研究的发展现状,指出结构参数识别及非线性识别的重要性。其次对线性时不变结构、时变结构参数识别以及结构非线性识别研究进行了详细综述,明确了论文的研究背景、依据和意义,阐明了本文的主要研究内容。 (2)提出了两种提取小波脊线的方法:一种基于信号小波变换系数的相位信息,采用迭代法提取小波脊线,对于噪音影响对识别结果的干扰,提出了基于矩阵奇异值分解(SVD)的方法降低其影响。另一种方法基于小波变换系数的模信息,根据模的极大值,通过施加罚函数平滑噪音干扰引起的小波脊变化的不连续性,将小波脊的提取问题转变为最优化问题,采用动态规划方法计算得到小波脊,识别信号的瞬时频率。 (3)建立了基于连续复Morlet小波变换的小波脊线识别结构瞬时频率的方法,设计了一个时变拉索结构试验。分别对索施加线性和正弦变化的拉力,改变拉索结构的刚度从而实现结构瞬时频率的时变,同时测试结构的冲击响应,运用提出的方法成功地识别了索的瞬时频率,并将识别值与结构在固定拉力作用下的固有模态频率结果进行对比分析,提出的方法效果良好,具有一定的抗噪性。 (4)提出基于离散小波变换识别时变结构物理参数的方法。利用离散小波变换将时变结构的时变参数在多尺度上展开为概貌信号和细节信号,忽略高频细节信号,仅由低频概貌信号估计时变参数,将时变结构识别问题转化为时不变结构识别问题。然后采用最小二乘法识别出低频尺度展开系数,从而重构得到原始时变参数。对于噪音引起的方程不适定性问题,采用Tikhonov正则化法减小其影响,采用具有时变刚度和阻尼的两层框架结构的数值模拟验证进行了验证。 (5)提出了基于连续小波变换识别结构非线性特性的方法。采用非线性结构骨架曲线概念,将非线性结构系统近似等效为时变系统,根据小波系数模极大值提取小波变换的脊线和小波骨架曲线,识别出非线性结构的瞬时频率和瞬时振幅,得到非线性结构的骨架曲线,从而识别出结构的非线性特性。通过具有非线性刚度结构的数值模拟验证了该方法的有效性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王超;任伟新;黄天立;;基于复小波变换的结构瞬时频率识别[J];振动工程学报;2009年05期
2 徐晓霞;任伟新;韩建刚;;基于响应协方差小波变换和SVD的结构工作模态参数识别[J];振动工程学报;2010年02期
3 罗光坤;张令弥;;基于Morlet小波变换的模态参数识别研究[J];振动与冲击;2007年07期
4 朱宏平;翁顺;;运用小波分析方法进行结构模态参数识别[J];振动与冲击;2007年04期
5 张小丽;曾祥君;马洪江;李泽文;;基于Hilbert-Huang变换的电网故障行波定位方法[J];电力系统自动化;2008年08期
6 王超;任伟新;;基于动态规划提取信号小波脊和瞬时频率[J];中南大学学报(自然科学版);2008年06期
7 罗光坤;张令弥;;Morlet小波用于环境激励下的模态参数识别研究[J];地震工程与工程振动;2007年04期
8 邱剑锋;谢娟;汪继文;高清维;;Chirplet变换及其推广[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2007年12期
9 张志禹;吕延军;张九龙;秦卫阳;;航空发动机转子碰摩故障瞬时频率诊断方法[J];交通运输工程学报;2007年04期
10 王超;任伟新;黄天立;;基于小波的非线性结构系统识别[J];振动与冲击;2009年03期
11 吴宏钢;秦毅;秦树人;;基于重分配配算法和奇异值分解的多小波脊线提取[J];振动与冲击;2009年12期
12 徐立新;岳林;;基于相关函数和小波分析的运行模态参数识别方法[J];机械工程与自动化;2009年04期
13 许鑫;史治宇;龙双丽;;基于小波状态空间法的时变结构瞬时频率识别[J];中国机械工程;2011年08期
14 于开平,邹经湘,杨炳渊;模态参数识别的小波变换方法[J];宇航学报;1999年04期
15 杨莘元,姜弢,邓泳,郭磊;小波变换在遥测信号检测中的应用[J];宇航学报;2002年02期
16 陈松;柯敏勇;刘海祥;;经验模态分解在桥梁检测中的应用[J];现代交通技术;2009年03期
17 朱洪俊;王忠;秦树人;;小波变换对瞬态信号特征信息的精确提取[J];机械工程学报;2005年12期
18 申建红;刘瑛;王志强;李春祥;;基于HHT和WT识别高层建筑模态参数的比较研究[J];青岛理工大学学报;2010年04期
19 徐增丙;轩建平;史铁林;吴波;胡友民;;LS-SVM在基于小波变换的模态分析中端部效应的应用[J];中国机械工程;2008年13期
20 高勇;黄振;陆建华;;基于小波变换的MFSK信号符号率估计算法[J];装备指挥技术学院学报;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周友明;孙勇军;;基于小波奇异值分解的颤振飞行试验数据处理方法研究[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
2 陈文静;孙娟;边心田;;小波变换轮廓术测量范围研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
3 王超;任伟新;黄天立;;应用小波变换识别结构的非线性特性[A];随机振动理论与应用新进展——第六届全国随机振动理论与应用学术会议论文摘要集[C];2008年
4 李成;高静怀;陈文超;;重排小波变换及其在地震沉积旋回分析中的应用[A];中国地球物理学会第二十三届年会论文集[C];2007年
5 王波;王炳锡;王杰锋;;小波变换和希尔伯特变换在语音信号处理中的应用[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
6 杨立强;;应用小波变换进行地震瞬时信号特征分析[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
7 王秀碧;黄晓莉;刘永春;;基于小波变换的多尺度边缘检测[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
8 王刚;黄泰翼;;基于小波变换和规则的汉语声调识别[A];第三届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];1994年
9 鲍文;刘金福;祝豪;;基于小波变换的电厂实时数据压缩存储系统[A];2004电站自动化信息化学术技术交流会议论文集[C];2004年
10 王光芦;徐明;;基于小波分析炮击振动信号的降噪处理[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王超;基于小波变换的时变结构参数识别研究[D];中南大学;2009年
2 代煜;基于小波变换的线性及弱非线性结构动力学系统辨识方法[D];哈尔滨工业大学;2009年
3 王学敏;基于Hilbert-Huang变换的桥梁监测信号分析与处理和时变模态参数识别[D];中南大学;2008年
4 熊红霞;桥梁结构模态参数辨识与损伤识别方法研究[D];武汉理工大学;2009年
5 魏云冰;小波变换在电机故障诊断与测试中的应用研究[D];浙江大学;2002年
6 李少梅;数字地貌晕渲理论与技术的研究[D];解放军信息工程大学;2004年
7 王强;基于声信号检测的管道TPD预警系统研究[D];浙江大学;2005年
8 姜朝阳;作物冠层传输过程中的时间序列分析与阻力估算[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2003年
9 张旗;基于属性的图像分类研究[D];大连海事大学;2005年
10 柯丽;基于小波变换的空间遥感图像实时压缩方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈晓峰;基于环境激励的模态参数识别小波变换方法[D];华中科技大学;2007年
2 邹甲军;小波技术在机械系统参数识别中的应用[D];苏州大学;2005年
3 钟艳华;JPEG2000中DWT的VLSI结构设计[D];国防科学技术大学;2010年
4 海洋;基于不可分小波变换的指纹增强[D];华中科技大学;2010年
5 杨旭;基于小波变换的综合滤波法去噪声[D];昆明理工大学;2010年
6 文海;雷达脉压信号脉内特征分析研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
7 连俊义;基于小波变换的工作模态参数识别方法研究[D];太原理工大学;2011年
8 廖重贵;小波分析在变形监测中的应用研究[D];江西理工大学;2010年
9 蔡娜;小波变换在THz时域光谱技术中的应用[D];河北工程大学;2010年
10 钟读贤;小波矩量法在电磁散射问题求解中的应用研究[D];安徽大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 吴玉田殷学平;中药质量控制又添新武器——小波变换近红外光谱分析系统[N];中国医药报;2004年
2 广西 陈华杰;EVD,一路走好[N];电子报;2002年
3 江苏省海安县海陵中学 王孝东;信息学奥赛辅导中的困惑及对策[N];中国电脑教育报;2005年
4 北京航空航天大学计算机系 李炜;探寻视频编码技术发展的足迹[N];中国计算机报;2000年
5 潘文卿(作者单位:清华大学中国经济研究中心);农业发展要实施比较优势[N];亚太经济时报;2002年
6 彭舒佳;专家吁建动态规划机制“纠编”用地[N];中国房地产报;2008年
7 ;算法设计的策略[N];电脑报;2003年
8 陈汉;竞争向深加工转移[N];农民日报;2001年
9 安亮;一体化联合作战指挥的特点[N];中国国防报;2004年
10 陈尔香;在烟草化学王国里驰骋[N];经理日报;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978