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《中南大学》 2010年
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基于平稳性和信噪比的桥梁环境振动响应信号质量评价

谢居静  
【摘要】: 环境激励振动试验,具有无需贵重的激励设备,不用打断结构的正常使用,方便省时等特点,是目前土木工程结构广泛使用的系统识别技术。由于环境振动试验仅仅测量结构振动响应的输出数据,因此绝大多数的模态参数识别方法都需要对输入数据作数学上的处理,比如假设激励(输入)为白噪声,但实际输入信号不一定满足白噪声假定,并且输出信号会不可避免受到噪声干扰,导致识别结果的不确定性,严重影响了识别效果。因此,如何评价环境振动试验振动信号质量,成为工程结构系统识别十分活跃的研究课题。本文对目前振动响应数据平稳性检验方法、输出信号信噪比的理论、算法、实桥应用进行了深入的探讨。完成的主要工作和结论包括: 1.介绍了随机数据平稳性检验理论、假设,根据数据非平稳性可以用数据均方值中时间趋势项来表征的假设,用统计量均方值进行随机数据的平稳性轮次检验。仿真实验验证了轮次检验能很好的检验具有代表性平稳信号(白噪声)和非平稳信号(地震波)的平稳特征。 2.提出利用奇异谱分析技术和奇异熵增量的导数来实现系统定阶,进行基于奇异值分解的信噪比估计方法;并研究了基于时间序列分析的自回归模型进行信噪比估计方法;比较了数值信号的奇异值分解方法和自回归模型方法的信噪比估计值,数值仿真结果表明,两种计算方法都能够进行信噪比估计计算,比较而言自回归模型的信噪比估计算法精度更高。 3.完成了湛江海湾大桥工作状态下环境振动试验,用轮次法对12小时响应记录数据进行平稳性检验以及用基于时序分析的自回归模型信噪比估计方法对湛江海湾大桥实测响应记录进行了分段信噪比计算。结果表明,论文提出的从随机数据的平稳性和信噪比两个方面去评价桥梁环境振动响应信号质量是可行的,可以较好地评价实桥信号的质量。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U441.3

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王可东;熊少锋;;ARMA建模及其在Kalman滤波中的应用[J];宇航学报;2012年08期
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1 叶锡均;基于环境激励的大型土木工程结构模态参数识别研究[D];华南理工大学;2012年
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【参考文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【共引文献】
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9 李永华;李思明;;弱连体结构地震反应分析[J];四川建筑科学研究;2010年01期
10 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
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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 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
6 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
7 苏成;徐瑞;;大型复杂结构非平稳随机振动时域显式法[A];全国结构振动与动力学学术研讨会论文集[C];2011年
8 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
9 杜飞平;谭永华;陈建华;;基于Hilbert-Huang变换的补燃循环火箭发动机模态参数辨识方法[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
10 张安平;陈国平;;基础平稳随机激励下基于有限测点响应的结构动态响应计算[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 魏海霞;爆破地震波作用下建筑结构的动力响应及安全判据研究[D];山东科技大学;2010年
2 于志明;无线通信系统中的信号识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010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
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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
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10 王红云;单根多楔带附件驱动系统动态特性建模与仿真技术的研究[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 张伟杰;高层建筑和高耸结构的简化动力分析[D];河南理工大学;2010年
2 高昌鑫;Hilbert-Huang变换改进算法及其在齿轮箱故障诊断中的应用研究[D];河南理工大学;2010年
3 刘鸣;双回路直线型圆管角钢组合型输电塔静动力分析[D];山东科技大学;2010年
4 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
5 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
6 孔维峰;汽车水泵总成的动态特性研究[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 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
9 匡霞;CA6120U22D1型客车车架的随机振动和疲劳分析[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】
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1 杜修力;何立志;侯伟;;基于经验模态分解(EMD)的小波阈值除噪方法[J];北京工业大学学报;2007年03期
2 陆英北,张增芳,蔡坤宝;基于小波变换的心电信号基线矫正方法[J];北京生物医学工程;2000年04期
3 任华新,鲜继清;一种改进的模极大值小波域的去噪算法研究[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2005年04期
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5 左全生;;带通滤波电路的相频特性研究[J];常州工学院学报;2010年01期
6 江近仁,洪峰;功率谱与反应谱的转换和人造地震波[J];地震工程与工程振动;1984年03期
7 欧进萍,牛荻涛,杜修力;设计用随机地震动的模型及其参数确定[J];地震工程与工程振动;1991年03期
8 陈刚,任伟新;基于环境振动的斜拉桥拉索基频识别[J];地震工程与工程振动;2003年03期
9 宗周红,赖苍林,林友勤,任伟新;大跨度预应力混凝土连续刚构桥的动力特性分析[J];地震工程与工程振动;2004年03期
10 常军;孙利民;张启伟;;基于两阶段稳定图的随机子空间识别结构模态参数[J];地震工程与工程振动;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 石坚;杨永明;张占龙;;50Hz陷波器在脑电检测系统中的应用[A];电工理论与新技术2004年学术研讨会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 余晓琳;自锚式悬索桥静力可靠度研究[D];华南理工大学;2011年
3 任获荣;数学形态学及其应用[D];西安电子科技大学;2004年
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7 常军;随机子空间方法在桥梁模态参数识别中的应用研究[D];同济大学;2006年
8 刘靖旭;支持向量回归的模型选择及应用研究[D];国防科学技术大学;2006年
9 周耀;地铁车站结构健康监测研究[D];北京交通大学;2008年
10 朱焰煌;环境激励下大跨空间钢结构参数识别与损伤预警[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 关晓勇;基于奇异值分解的状态监测与故障诊断方法研究[D];大连理工大学;2005年
2 张文琼;动态心电图自动检测及分析方法的研究[D];国防科学技术大学;2004年
3 张飞;心电信号检测算法研究[D];中南大学;2005年
4 何少宁;广州新电视塔竖向地震作用分析[D];西安建筑科技大学;2006年
5 李春林;高耸结构风振响应分析研究[D];广州大学;2007年
6 吴岩;基于Linux的嵌入式无线心电监护系统的研究[D];哈尔滨理工大学;2008年
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8 钟颖;基于静力测试数据的桥梁结构有限元模型修正[D];西南交通大学;2009年
9 白家莲;动态心电信号分析系统设计[D];中南大学;2009年
【二级引证文献】
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1 孔庆鹏;高爽;林铁;焦禹舜;王妍;王小龙;;MEMS随钻惯性测量单元设计与实现[J];传感器与微系统;2014年03期
2 陈明明;高国伟;毕新磊;潘宏生;;基于ARMA建模的MEMS陀螺随机误差补偿改进算法研究[J];传感器世界;2014年05期
3 熊少锋;王可东;姜锐;高悦;;自回归滑动平均建模中观测噪声方差估计的新方法[J];控制理论与应用;2013年02期
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1 盛磊;船载光测设备精度分析及数据处理[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杜修力;何立志;侯伟;;基于经验模态分解(EMD)的小波阈值除噪方法[J];北京工业大学学报;2007年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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7 谢峻;基于振动的桥梁结构损伤识别方法研究[D];华南理工大学;2003年
8 范剑锋;桥梁健康状态的智能评估方法研究[D];武汉理工大学;2006年
9 宋华军;基于支持向量机的目标跟踪技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
10 陈伏兵;人脸识别中鉴别特征抽取若干方法研究[D];南京理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 邓昌;基于环境激励大跨结构的模态试验分析[D];东南大学;2004年
2 刘昶;雷达数据的滤波技术研究[D];南京理工大学;2007年
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3 雷军;张志强;赵长海;张宇;马筱月;程乾;冯力理;;北京4号地铁线通车前后北京大学东门环境振动的比较研究[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
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5 熊文波;徐汶;项文杨;周怡欢;;新型环境振动校准器研究[A];2012全国环境声学学术会议论文集[C];2012年
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7 王毅民;汪晓露;李晓东;;采石爆破的环境振动与噪声影响分析[A];湖北省声学学会成立二十周年纪念文集[C];2006年
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中国重要报纸全文数据库 前3条
1 记者 金振蓉  通讯员 左庆玲;我国采用科技手段解决工业环境振动对文物的破坏影响[N];光明日报;2003年
2 通讯员 刘英杰 记者 胡晓军;华东交大“产学研”成果丰硕[N];光明日报;2012年
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2 魏鹏勃;城市轨道交通引起的环境振动预测与评估[D];北京交通大学;2009年
3 彭波;高架桥系统环境振动评价与减振分析[D];武汉理工大学;2003年
4 李守继;地铁引起环境振动及房屋浮置楼板隔振研究[D];同济大学;2008年
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3 梁坤;高速铁路运行诱发的环境振动数值分析[D];西南交通大学;2012年
4 邓红梅;成灌快速铁路桥梁段环境振动特性研究[D];西南交通大学;2014年
5 何俊;成灌快铁环境振动特性分析及评价的研究[D];西南交通大学;2013年
6 罗晓晓;地铁环境振动预测评价与控制的研究[D];兰州交通大学;2013年
7 屈迪;近车站地铁运行引起环境振动的实验与分析[D];大连理工大学;2013年
8 向怡;郑西高铁渭南北高架站环境振动特性分析[D];西南交通大学;2011年
9 侯秋萍;轨道交通系统引起的环境振动预测[D];石家庄铁道大学;2013年
10 张祎;地铁环境振动实测及传播规律研究[D];北京工业大学;2006年
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