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《兰州理工大学》 2008年
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基于HHT和SSI的环境激励下土木工程结构模态参数识别方法研究

李达文  
【摘要】: 模态参数识别对于土木工程结构的健康监测、损伤评估、主动(模糊)控制等的理论研究及工程应用均具有重要意义。工程结构由于体型巨大、结构复杂,很难对其进行人为激励以至于不能有效测量激励信号,因此,传统的基于输入、输出信号识别结构模态参数的理论和技术在大型工程结构中难以适用。而环境激励(如风致振动、大地脉动、车辆激励等)下的土木工程结构模态参数识别方法,具有无需施加人为激励、仅对输出信号进行力学和数学分析、在时域内或者频域内进行模态参数识别等特点,具有理论上的可信度和工程应用上的可行性,因此该方法在理论界和工程界都得到了广泛的重视。 本文选择适合于环境激励下结构模态参数识别的两类方法,即Hilbert-Huang变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)和随机子空间识别(Stochastic SubspaceIdentification,SSI),对其在模态参数识别中涉及的主要问题及算法实现等进行了充分的分析研究。 HHT是一种优于传统信号处理方法(如傅立叶分析)的新的信号处理技术,非常适用于非线性、非平稳信号的分析。本文详细论述了HHT方法对信号进行分析与处理的基本理论,并通过两个信号仿真算例分别说明了HHT对信号进行预处理的过程以及对信号时频局域化分析的优势。在此基础上,根据模态参数识别的基本理论,将HHT与自然激励技术(Natural Excitation Technique,NExT)结合,提出了一种运用HHT进行模态参数识别的方法。同时,本文也详细论述了只基于输出信号的模态参数识别方法SSI,该方法运用空间投影的理论将与响应数据不相关的噪声信号剔除,具有较好的抗噪声干扰的能力,对模态密集的系统识别比较有效,大大地弥补了一些传统方法的不足。最后,以环境激励下的土木工程结构模态参数识别为出发点,用Matlab编制程序分别对上述模态参数识别的算法进行了计算机实现。 为了验证HHT方法、SSI方法及本文算法、程序的可行性和实用性,分别运用这两种方法对一中承式钢管混凝土拱桥的现场动力测试数据和(?)12层钢筋混凝土框架模型的振动台试验数据进行了分析和处理,进而识别了结构的模态参数。同时,还采用大型通用有限元分析软件ANSYS对该框架模型进行了有限元分析。识别结果同传统的傅立叶方法分析结果以及有限元分析结果的比较表明这两种方法及本文的程序实现能够快速、有效地识别大型工程结构的模态参数。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TU311.3

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 黄文龙;模型拱桥模态识别及损伤诊断研究[D];北京交通大学;2011年
2 丁钰沣;基于电磁检测法的钢丝绳检测研究[D];北京邮电大学;2011年
3 郭庆习;城市桥梁实验模态分析方法[D];郑州大学;2011年
4 张勇;基于曲率模态变化率指标的结构损伤识别方法研究[D];武汉理工大学;2010年
5 王慧慧;环境激励下桥梁结构模态参数识别方法的研究[D];中南大学;2010年
6 陈国瑞;基于无线传感器考虑施工阶段的大跨度刚构桥的模态分析[D];华南理工大学;2012年
7 李海龙;环境激励下结构模态参数识别方法研究[D];重庆大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 任伟新;环境振动系统识别方法的比较分析[J];福州大学学报(自然科学版);2001年06期
2 王良曦,潘高田,薛孟君;非平稳随机过程功率谱密度初探[J];工程数学学报;2003年04期
3 宋平舰,张杰;二维经验模分解在海洋遥感图像信息分离中的应用[J];高技术通讯;2001年09期
4 熊学军,郭炳火,胡筱敏,刘建军;EMD方法和Hilbert谱分析法的应用与探讨[J];黄渤海海洋;2002年02期
5 邓拥军,王伟,钱成春,王忠,戴德君;EMD方法及Hilbert变换中边界问题的处理[J];科学通报;2001年03期
6 黄大吉,赵进平,苏纪兰;希尔伯特-黄变换的端点延拓[J];海洋学报(中文版);2003年01期
7 张启伟;大型桥梁健康监测概念与监测系统设计[J];同济大学学报(自然科学版);2001年01期
8 续秀忠,华宏星,陈兆能;基于环境激励的模态参数辨识方法综述[J];振动与冲击;2002年03期
9 钟佑明,秦树人,汤宝平;一种振动信号新变换法的研究[J];振动工程学报;2002年02期
10 丁康,陈健林,苏向荣;平稳和非平稳振动信号的若干处理方法及发展[J];振动工程学报;2003年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘志凌;孙燕;;中国耕地保有量多时间尺度分析(英文)[J];Asian Agricultural Research;2009年06期
2 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
3 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
4 冉志红;李乔;单德山;唐亮;;影响矩阵法在南京长江三桥状态识别中的应用[J];四川建筑科学研究;2008年04期
5 陶奇;廖海黎;李明水;刘明;;苏通长江公路大桥最大单悬臂施工状态结构模态参数识别[J];四川建筑科学研究;2009年05期
6 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
7 魏义仙;戚振中;;桥梁智能监测系统[J];安防科技;2006年08期
8 杜建丽;林振山;张真真;刘会玉;;基于EMD的河北省人口净增量与粮食净增量的相关分析[J];安徽农业科学;2008年15期
9 张月丛;孟宪锋;;基于Morlet小波的河北省耕地数量动态分析[J];安徽农业科学;2008年19期
10 张真真;林振山;杜建丽;刘会玉;杨周;;基于EMD北海道地区50年降水及南方涛动的分析[J];安徽农业科学;2008年24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 李福明;彭建春;段广仁;;离散时滞系统有记忆状态反馈特征结构配置参数化方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 陈超;于达仁;鲍文;赵军;;基于多Lyapunov函数方法的航空发动机安全保护切换控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 姚智颖;刘冬;;基于Kazakov线性化的迭代滤波[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 逄海萍;王璐萍;;一类不确定仿射非线性系统的鲁棒近似最优滑模控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 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
7 李福明;彭建春;段广仁;;离散时滞系统有记忆输出反馈特征结构配置[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 查星云;;一种钢铁企业金属损耗平衡分析方法[A];全国冶金自动化信息网2012年年会论文集[C];2012年
9 刘昱;王涛;弭艳;肖辉衡;高岩;;基于应变式力传感器的桥梁无线动态测试系统的研究[A];中国仪器仪表学会第十三届青年学术会议论文集[C];2011年
10 冉景洪;季辰;刘子强;赵玲;;机翼风洞颤振试验模型的地面振动实验研究[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 侯婷;离散时间Markov跳变系统的稳定性与鲁棒H_2/H_∞控制[D];山东科技大学;2010年
3 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 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
5 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
6 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 刘德铸;声学多普勒流速测量关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 于蕾;OFDM系统的信道估计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 郭文卓;多天线多用户通信系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 王文标;基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 李洪琴;基于振动模态分析和BP网络的桥梁损伤识别研究[D];山东科技大学;2010年
4 张磊涛;HHT在结构健康监测中的应用研究[D];浙江理工大学;2010年
5 李朋勇;基于全矢高阶谱的故障诊断方法及其应用研究[D];郑州大学;2010年
6 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
7 赵金平;基于矩阵变换的MIMO-OFDM系统信号检测[D];郑州大学;2010年
8 刘维巍;语音信号基音周期检测算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 李海燕;基于EMD的直扩通信窄带干扰自适应抑制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 修孝廷;双层周期加筋板声学特性数值方法研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王文静,刘志明,缪龙秀;基于实验模态的结构应变模态分析[J];北方交通大学学报;2000年04期
2 周郁明,杨晓非,李佐宜;钢丝绳磁检测中漏磁场的有限元分析[J];传感器技术;2004年03期
3 李宏男,李东升;土木工程结构安全性评估、健康监测及诊断述评[J];地震工程与工程振动;2002年03期
4 孙增寿,韩建刚,任伟新;基于小波分析的结构损伤检测研究进展[J];地震工程与工程振动;2005年02期
5 续秀忠,华宏星,李中付,陈兆能;Identification of Modal Parameters with Linear Structure under Non-stationary Ambient Excitation[J];Journal of DongHua University;2004年01期
6 王山山,任青文;结构模态参数测试的传感器优化布置研究[J];动力学与控制学报;2005年01期
7 史治宇,张令弥,吕令毅;基于模态应变能诊断结构破损的修正方法[J];东南大学学报(自然科学版);2000年03期
8 梁君;赵登峰;;工作模态分析理论研究现状与发展[J];电子机械工程;2006年06期
9 袁颖;林皋;柳春光;周爱红;;遗传算法在结构损伤识别中的应用研究[J];防灾减灾工程学报;2005年04期
10 任伟新;环境振动系统识别方法的比较分析[J];福州大学学报(自然科学版);2001年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 程庆国;;我国桥梁工程的成就与展望[A];中国土木工程学会第八届年会论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 唐小兵;结构损伤识别及数值模拟[D];武汉理工大学;2004年
2 何旭辉;南京长江大桥结构健康监测及其关键技术研究[D];中南大学;2004年
3 李大军;随机激励下梁桥结构损伤识别方法研究[D];北京工业大学;2005年
4 邹大力;基于计算智能的结构损伤识别研究[D];大连理工大学;2006年
5 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
6 袁爱民;基于灵敏度分析的有限元模型修正技术若干关键问题研究[D];东南大学;2006年
7 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
8 曹印妮;基于漏磁成像原理的钢丝绳局部缺陷定量检测技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 杨雅勋;基于动力测试的桥梁结构损伤识别与综合评估理论研究[D];长安大学;2008年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑旭锋;桥梁振动检测系统的研究与应用[D];重庆大学;2002年
2 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
3 朱秋红;大型桥梁健康监测自动化及安全评估的研究[D];南京理工大学;2005年
4 张笑华;结构环境振动模态参数识别随机子空间方法与应用[D];福州大学;2006年
5 魏奇峰;基于模态分析的土木结构健康监测方法与系统研究[D];河海大学;2006年
6 潘洪良;基于ODS与随机子空间的模态分析研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 赵学刚;索道钢丝绳行程检测及车厢定位系统[D];山东科技大学;2005年
8 孟妍;结构健康监测的无线传感网络组网技术研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
9 王建锋;连续型随机子空间分解法的研究及其软件实现[D];东南大学;2005年
10 杨焕龙;基于环境振动下模态试验分析方法在桥梁结构中的应用[D];吉林大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 万璞佳;白国良;;基于曲率模态差指标的框架结构损伤识别[J];水利与建筑工程学报;2012年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 杨开荣;百米全焊钢栈桥的损伤识别研究[D];大连理工大学;2011年
2 郭庆习;城市桥梁实验模态分析方法[D];郑州大学;2011年
3 褚秋阳;遗传算法在结构模态参数识别中的应用[D];中南大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱利民,严峻,朱向阳,钟秉林;振动调幅信号广义检波滤波解调法及其在齿轮故障诊断中的应用[J];东南大学学报;1998年02期
2 丁康,朱小勇;适用于加各种窗的一种离散频谱相位差校正法[J];电子学报;2001年07期
3 刘琚,何振亚;盲源分离和盲反卷积[J];电子学报;2002年04期
4 王延春,谢明,丁康;包络分析方法及其在齿轮故障振动诊断中的应用[J];重庆大学学报(自然科学版);1995年01期
5 谢明,丁康;离散频谱分析的一种新校正方法[J];重庆大学学报(自然科学版);1995年02期
6 张桂才,史铁林,杨叔子;基于高阶统计量的机械故障特征提取方法研究[J];华中理工大学学报;1999年03期
7 孔德慧,陈其明,汪叔淳;有界曲面剖分的边界递归法[J];计算机辅助设计与图形学学报;1996年05期
8 丁康,江利旗;解调分析在机械振动分析中应用的局限性研究[J];机械科学与技术;2000年05期
9 唐德尧;;共振解调技术在机械故障诊断中的应用和发展(一)[J];设备管理与维修;1991年11期
10 刘渝;正弦波频率快速估计方法[J];数据采集与处理;1998年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜浩;郭学东;杨焕龙;;预应力混凝土桥梁模态参数识别方法[J];沈阳建筑大学学报(自然科学版);2009年05期
2 禹丹江,任伟新;基于经验模式分解的随机子空间识别方法[J];地震工程与工程振动;2005年05期
3 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
4 荆双喜;陈继清;;基于Hilbert-Huang变换的提升机齿轮箱故障诊断研究[J];河南理工大学学报(自然科学版);2008年05期
5 徐士代;汪凤泉;;基于跨点导纳法识别工程结构模态参数[J];噪声与振动控制;2006年02期
6 王学敏;黄方林;刘建军;;大型桥梁模态参数识别的一种方法[J];工程力学;2007年02期
7 王慧;刘正士;陈恩伟;毕嵘;刘焕进;;悬臂梁结构模态参数Hilbert-Huang变换识别方法[J];农业机械学报;2008年09期
8 刘振兴;张文蓉;;基于HHT方法的异步电动机运行模式识别[J];电力自动化设备;2010年09期
9 刘东霞;何敏;焦建伟;;基于随机子空间的桥梁损伤识别[J];四川建筑;2008年04期
10 沈路;周晓军;张志刚;张文斌;;Hilbert-Huang变换中的一种端点延拓方法[J];振动与冲击;2009年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邓昌;顾培英;汤雷;;基于移动附加质量的模态参数识别方法[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2010年
2 王慧;刘正士;;基于HHT方法的结构模态参数识别[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
3 高强;段晨东;房祥波;刘本超;;一种改进的经验模式分解方法[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010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 周帮友;胡绍全;杜强;;环境激励下圆筒结构的模态分析[A];第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2007年
6 何爱香;裴楠楠;王永强;;基于HHT变换的井下声音信号频谱分析[A];2008通信理论与技术新发展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(下)[C];2008年
7 王慧;刘正士;;基于HHT方法的结构模态参数识别[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文摘要集[C];2007年
8 郑万泔;韩晓林;邓昌;;基于环境激励的桥梁模态试验[A];第八届全国振动理论及应用学术会议论文集摘要[C];2003年
9 陈玲玲;杨鹏;祖丽楠;张腾宇;李立峰;;基于Hilbert-Huang变换的表面肌电信号分析与模式识别[A];2009中国控制与决策会议论文集(3)[C];2009年
10 付素芳;张秋菊;陈海卫;林浩;;洗衣机悬挂系统动态特性的实验研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 袁建民 先晓鹏;8674部队优化环境激励官兵自学成才[N];人民武警;2007年
2 马晓炜;南京军区某炮兵团营造宽松环境激励官兵成长[N];解放军报;2007年
3 张神希章学彭;九江县优化环境激励干事创业[N];九江日报;2007年
4 陈云蔚;运用激励理论提高学校管理效能[N];甘肃日报;2005年
5 黄春华;这里有套“四步激励法”[N];检察日报;2007年
6 余志强 记者 王青山;东坡:让企业就想投资[N];四川日报;2006年
7 记者 陈启海、胡弋、通讯员 李明清、祝学斌;不是主人翁,谁为你创新?[N];湖北日报;2006年
8 杨勇 李芳忠;菏泽支队用“三个环境”聚兵心励斗志[N];人民武警;2007年
9 记者 李中海;平舆:集中资源优势借船出海 营造宽松环境激励创业[N];驻马店日报;2006年
10 本报记者 李明;履行法律监督神圣职责[N];辽宁日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 禹丹江;土木工程结构模态参数识别[D];福州大学;2006年
2 章国稳;环境激励下结构模态参数自动识别与算法优化[D];重庆大学;2012年
3 黄天立;结构系统和损伤识别的若干方法研究[D];同济大学;2007年
4 张家滨;基于子空间算法的结构模态参数识别与在线监测研究[D];南京航空航天大学;2009年
5 何启源;基于现代时频分析的环境激励模态参数识别方法研究[D];重庆大学;2009年
6 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
7 张建伟;基于泄流激励的水工结构动力学反问题研究[D];天津大学;2009年
8 刘伟;空间网格结构健康监测系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
9 孙鑫晖;频域模态参数识别研究及其软件实现[D];南京航空航天大学;2010年
10 李松辉;基于机器学习和模态参数识别理论的水工结构损伤诊断方法研究[D];天津大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李达文;基于HHT和SSI的环境激励下土木工程结构模态参数识别方法研究[D];兰州理工大学;2008年
2 万岭;环境激励下的船舶结构模态参数识别研究[D];大连理工大学;2010年
3 王慧慧;环境激励下桥梁结构模态参数识别方法的研究[D];中南大学;2010年
4 郭庆习;城市桥梁实验模态分析方法[D];郑州大学;2011年
5 罗奎;基于自然激励技术的结构模态参数识别应用研究[D];武汉理工大学;2010年
6 韩杰;基于传递率的工作模态参数识别方法的研究[D];太原理工大学;2012年
7 年秋华;储液罐平台的模态参数识别[D];大连理工大学;2010年
8 郭明龙;基于时频分析的应变模态参数识别[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 伍特辉;声激励下结构模态参数识别的试验研究[D];南京航空航天大学;2009年
10 丁麒;基于Hilbert-Huang变换的结构损伤检测研究[D];上海交通大学;2009年
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