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运行模态分析的频域空间域分解法及其应用 被引量:50
1
作者 王彤 张令弥 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期62-66,共5页
提出了一种基于频域空间域分解(Frequency and Spatial Domain Decomposition,FSDD)的运行模态分析方法。该法将同时具有输入和输出的试验模态分析的经典方法———复模态指示因子(Complex Mode In-dicator Function,CMIF)法拓展到了仅... 提出了一种基于频域空间域分解(Frequency and Spatial Domain Decomposition,FSDD)的运行模态分析方法。该法将同时具有输入和输出的试验模态分析的经典方法———复模态指示因子(Complex Mode In-dicator Function,CMIF)法拓展到了仅有输出响应的运行状态模态分析。FSDD法采用奇异值分解将信号空间和噪声空间分离开来,把奇异值曲线作为模态指示的依据,以奇异值向量作为加权函数得到每一阶模态的增强功率谱(Power Spectrum Density,PSD),进而在频域内对增强PSD曲线进行最小二乘拟合以得到准确的模态频率和阻尼参数。采用了一个二层楼仿真算例和在欧洲广为人知的瑞士Z24公路大桥实测算例来验证FSDD算法。 展开更多
关键词 模态参数识别 运行模态分析 频域空间域 最小二乘拟合
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自动化立体仓库巷道堆垛机的振动测试与工作模态分析 被引量:26
2
作者 马维金 熊诗波 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期287-290,共4页
在运行条件下对自动化立体仓库巷道堆垛机进行了振动测试。使用频域分解技术 (FDD)和时域随机状态子空间辨识技术 (SSI)分别从加速度响应数据提取了堆垛机的工作模态参数 ,包括固有频率、阻尼比和模态振型。在 0~ 87Hz频带内采用两种... 在运行条件下对自动化立体仓库巷道堆垛机进行了振动测试。使用频域分解技术 (FDD)和时域随机状态子空间辨识技术 (SSI)分别从加速度响应数据提取了堆垛机的工作模态参数 ,包括固有频率、阻尼比和模态振型。在 0~ 87Hz频带内采用两种不同的模态参数辨识方法估计的 5个模态相当一致。分析结果表明 :两种辨识算法都是有效的 ,估计的模态参数是可靠的。分析结果对于堆垛机的动力学修改和运行状态监控有重要的应用价值。 展开更多
关键词 堆垛机 工作模态分析 频域分解技术 SSI技术
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环境激励下高层建筑结构模态测试与有限元建模分析 被引量:24
3
作者 谭德先 周云 +3 位作者 米斯特 易伟建 谢利民 蒋运忠 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期41-50,共10页
对高层建筑在环境激励下现场实测以及随机振动分析,所获得的频率和振型等模态信息对于高层建筑结构的动力性能评估和抗震设计有着重要的意义。介绍广西来宾的高层建筑动力测试项目,对8栋高层建筑结构进行系统地随机振动信号测试,通过互... 对高层建筑在环境激励下现场实测以及随机振动分析,所获得的频率和振型等模态信息对于高层建筑结构的动力性能评估和抗震设计有着重要的意义。介绍广西来宾的高层建筑动力测试项目,对8栋高层建筑结构进行系统地随机振动信号测试,通过互相关函数分析和傅里叶变换从而得到结构的互功率谱,利用设置参考点进行分步试验获得结构的工作模态,从而获得结构振动的自振频率等重要参数。在PKPM软件和Sap2000软件中建立高层建筑有限元模型从而来获得结构振动的计算频率和振型。为了研究填充墙的刚度和质量对高层结构动力特性的影响,在Sap2000软件中特别建立三种有限元模型。通过研究发现测试所得到的结构的基频为常用设计软件PKPM计算基频值的2倍以上,另外合理地选用壳单元模拟剪力墙刚度并考虑填充墙质量作用于梁上能较准确地估计结构实测模态值。最后将本次对8栋高层结构测试所得到的基频与5个国家基本周期的经验公式估计值进行对比分析。 展开更多
关键词 高层建筑 随机振动 工作模态分析 填充墙刚度 模型校验 周期估计
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多点激励模态参数识别方法研究进展 被引量:23
4
作者 吕中亮 杨昌棋 +1 位作者 安培文 唐亮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期197-203,共7页
在回顾多点激励模态参数识别方法理论和应用的最新进展基础上,重点针对基于响应数据的多点激励参数识别法在模态参数识别中的应用进行了分析和总结。按对激励信号模型假设不同:基于白噪声的平稳随机激励假设和非平稳随机激励假设下多点... 在回顾多点激励模态参数识别方法理论和应用的最新进展基础上,重点针对基于响应数据的多点激励参数识别法在模态参数识别中的应用进行了分析和总结。按对激励信号模型假设不同:基于白噪声的平稳随机激励假设和非平稳随机激励假设下多点激励模态参数识别技术分别进行深入的讨论。最后,对多点激励参数识别方法的发展前景进行了探讨和展望。 展开更多
关键词 多点激励 模态参数 参数估计 工作模态 随机激励
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振动响应传递率及其工作模态分析方法综述 被引量:21
5
作者 李星占 岳晓斌 +2 位作者 黄文 董兴建 彭志科 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第18期24-34,45,共12页
基于振动响应传递率的工作模态分析方法是近年来出现的一类新的频域工作模态分析方法。由于振动响应传递率独特的动力学特性,该类方法得到了迅速的发展。从以下三个方面对振动响应传递率及其工作模态分析方法进行综述:振动传递率的概念... 基于振动响应传递率的工作模态分析方法是近年来出现的一类新的频域工作模态分析方法。由于振动响应传递率独特的动力学特性,该类方法得到了迅速的发展。从以下三个方面对振动响应传递率及其工作模态分析方法进行综述:振动传递率的概念、振动传递率的估计方法和基于振动传递率的工作模态辨识方法。在对各种辨识方法原理介绍的基础上,分析其特点及其存在的问题。结合多自由度系统模型,采用四种具有代表性的辨识方法对不同激励情况下的工作模态进行辨识,并对辨识结果以及方法的局限性进行了分析比较。 展开更多
关键词 振动传递率 工作模态 模态辨识 虚假模态
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基于随机子空间法的模态参数自动提取 被引量:19
6
作者 张永祥 刘心 +2 位作者 褚志刚 黄迪 王光建 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期187-194,共8页
为了自动且有效地剔除虚假模态、避免人为参与模态模型定阶及模态拾取,进而实现模态参数的自动准确识别,提出了一种新型的随机子空间法运行模态参数自动识别方法。该方法首先构造2个不同维度的汉克尔矩阵对应的随机子空间法运行模态识... 为了自动且有效地剔除虚假模态、避免人为参与模态模型定阶及模态拾取,进而实现模态参数的自动准确识别,提出了一种新型的随机子空间法运行模态参数自动识别方法。该方法首先构造2个不同维度的汉克尔矩阵对应的随机子空间法运行模态识别模型并求解其极点,在此基础上针对2个模型的同阶极点进行匹配进而获得超清的稳态图,再对该稳态图进行谱系聚类分析,最终自动准确识别出模态参数。5自由度质量-弹簧-阻尼仿真系统及矩形平板的运行模态试验识别结果均验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 运行模态分析 随机子空间法 模态参数 稳态图 自动提取
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基于随机减量的运行模态频域分析方法 被引量:13
7
作者 黄琴 王彤 张海黎 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期770-773,共4页
以高层建筑、大跨桥梁等难以进行人工激励的大型复杂结构为对象,提出并实现了一种基于随机减量技术和复模态指示因子函数法的新型频域运行状态模态参数识别方法。由随机运行响应估计随机减量函数,然后通过时频域变换得到频域的半功率谱... 以高层建筑、大跨桥梁等难以进行人工激励的大型复杂结构为对象,提出并实现了一种基于随机减量技术和复模态指示因子函数法的新型频域运行状态模态参数识别方法。由随机运行响应估计随机减量函数,然后通过时频域变换得到频域的半功率谱密度函数,并用复模态指示因子函数法从半功率谱密度函数中识别结构模态参数。最后对1个三维空间结构模型进行算法验证,得到相应的各阶模态参数,证明了将随机减量技术和复模态指示因子函数法相结合的方法识别大型结构模态参数的有效性和合理性。 展开更多
关键词 运行模态分析 随机减量技术 复模态指示因子 半功率谱密度函数
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工况模态分析在低频振荡辨识中的应用初探 被引量:13
8
作者 陈卓 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期34-37,共4页
工况模态分析是结构动力学工程模态辨识的前沿课题,初步探讨了这一概念应用于电力系统低频振荡特性在线辨识的可能性。论述了电力系统低频振荡和一般振动力学数学模型的相似性,利用随机子空间算法辨识低频振荡的频率、阻尼和振型。随机... 工况模态分析是结构动力学工程模态辨识的前沿课题,初步探讨了这一概念应用于电力系统低频振荡特性在线辨识的可能性。论述了电力系统低频振荡和一般振动力学数学模型的相似性,利用随机子空间算法辨识低频振荡的频率、阻尼和振型。随机子空间算法无须人工激励电力系统,利用日常负荷的随机波动激励系统,通过相量测量单元(PMU)采集发电机功角摇摆轨迹数据,识别电力系统振荡特征参数。在Matlab仿真平台上,通过对一个3机电力系统的实例分析,证明所提方法对振荡频率、阻尼比和振型识别的有效性。 展开更多
关键词 工况模态分析 随机子空间法 低频振荡 电力系统
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基于不中断交通运行模态分析的模态挠度法在桥梁状态评估中的应用 被引量:11
9
作者 林贤坤 覃柏英 +1 位作者 张令弥 郭勤涛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第14期52-57,76,共7页
以张家港河大桥为对象,在不中断交通条件下对该桥实施模态试验,建立和修正其有限元模型,由此对试验模态振型质量归一化。利用振型已质量归一化的试验模态参数,计算该桥已知静荷载作用下的试验模态挠度,通过模态挠度与静挠度实测值的比... 以张家港河大桥为对象,在不中断交通条件下对该桥实施模态试验,建立和修正其有限元模型,由此对试验模态振型质量归一化。利用振型已质量归一化的试验模态参数,计算该桥已知静荷载作用下的试验模态挠度,通过模态挠度与静挠度实测值的比较、关键问题的仿真研究和模态振型对模态挠度影响的误差分析,探讨和说明了基于不中断交通运行模态分析的模态挠度法在实际工程中应用于桥梁状态评估的可行性与有效性。 展开更多
关键词 桥梁状态评估 模态挠度法 不中断交通 运行模态分析 试验模态振型 质量归一化
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振动响应传递率的动力学特性研究及其在工作模态分析中的应用 被引量:12
10
作者 李星占 董兴建 +2 位作者 岳晓斌 黄文 彭志科 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期62-70,共9页
振动响应传递率描述了多自由度系统中各自由度响应之间的关系,近年来在多个领域得到了广泛的应用,特别是在工作模态分析方面,获得了瞩目的应用成果。但对于振动响应传递率的动力学特性,一直缺乏完整的、系统的分析。为此,将从振动响应... 振动响应传递率描述了多自由度系统中各自由度响应之间的关系,近年来在多个领域得到了广泛的应用,特别是在工作模态分析方面,获得了瞩目的应用成果。但对于振动响应传递率的动力学特性,一直缺乏完整的、系统的分析。为此,将从振动响应传递率的基础概念出发,对不同输入情况下,振动响应传递率在系统零极点的特性和对系统输入的依赖性进行解析推导分析;然后,通过数值算例对振动响应传递率的特性进行仿真验证;最后,应用振动响应传递率对非白噪声激励下梁结构的工作模态进行了辨识,表明基于振动响应传递率的工作模态分析方法能够避免虚假模态对辨识结果的影响。 展开更多
关键词 振动传递率 系统零极点 工作模态分析 虚假模态
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行人-结构竖向动力耦合效应试验研究 被引量:12
11
作者 朱前坤 马法荣 +1 位作者 张琼 杜永峰 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期125-133,共9页
对于轻质大跨度钢桥结构,行人-结构之间的相互作用会使结构动力特性和行人荷载特性发生改变。为此,针对行人-结构竖向动力耦合效应对结构动力参数和行人荷载动载因子的影响进行试验研究。通过测试行人在8种不同步行频率下行走时结构的... 对于轻质大跨度钢桥结构,行人-结构之间的相互作用会使结构动力特性和行人荷载特性发生改变。为此,针对行人-结构竖向动力耦合效应对结构动力参数和行人荷载动载因子的影响进行试验研究。通过测试行人在8种不同步行频率下行走时结构的动力响应,得到60人次554组有效加速度响应时程,进行运行模态分析;利用无线六轴蓝牙加速度传感器,分别在刚性地面和柔性桥面上开展了3种不同步行频率下行走激励的动力特性试验,得到了60人次1 200条有效加速度时程,并对其进行傅里叶变换。结果表明:考虑行人-结构竖向动力耦合效应,人行桥自振频率略有减小,阻尼比显著增加,且随着同步行走人数的增加,结构频率及阻尼比变化率逐渐减小。由于桥梁自振力的存在,行人荷载作用于刚性地面上的动载因子(dynamic load factor,DLF)大于柔性地面上的,试验结果表明,相较于刚性地面,行人在柔性桥面上行走时的第一阶动载因子减小14.7%。给出了刚性地面和柔性桥面前四阶行人荷载动载因子拟合公式,其可为柔性结构下考虑行人-结构相互作用的生物力模型的建立提供参考。 展开更多
关键词 桥梁 行走激励 运行模态分析 行人-结构竖向动力耦合 自振力 动载因子
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基于环境激励的港口起重机工作模态分析 被引量:11
12
作者 龚凌诸 杨晓翔 +3 位作者 钟舜聪 郭金泉 许忠福 梁崇忠 《机电工程》 CAS 2011年第4期422-424,439,共4页
针对港口起重机难以施加激振力的问题,采用自然环境激励技术(NExT)对港口起重机进行了工作模态分析。在自然风的随机激励下,对某港口40 t位起重机进行了模态试验。采用响应点与参考点之间的互功率谱的幅值图代替集总传递函数的幅值图进... 针对港口起重机难以施加激振力的问题,采用自然环境激励技术(NExT)对港口起重机进行了工作模态分析。在自然风的随机激励下,对某港口40 t位起重机进行了模态试验。采用响应点与参考点之间的互功率谱的幅值图代替集总传递函数的幅值图进行了模态分析。由所有测点和参考点间的互功率谱,通过拟合各响应点同参考点之间的互功率谱来识别起重机前4阶低阶模态参数(振型、频率和阻尼)。研究结果表明,利用环境激励法对港口起重机的模态参数识别是行之有效的,该方法可推广应用于其他大型特种设备的模态试验和分析。 展开更多
关键词 环境激励 工作模态 模态分析 港口起重机 自然环境激励技术
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An operational modal analysis method in frequency and spatial domain 被引量:9
13
作者 王彤 张令弥 田村幸雄 《Earthquake Engineering and Engineering Vibration》 SCIE EI CSCD 2005年第2期295-300,共6页
A frequency and spatial domain decomposition method (FSDD) for operational modal analysis (OMA) is presented in this paper, which is an extension of the complex mode indicator function (CMIF) method for experime... A frequency and spatial domain decomposition method (FSDD) for operational modal analysis (OMA) is presented in this paper, which is an extension of the complex mode indicator function (CMIF) method for experimental modal analysis (EMA). The theoretical background of the FSDD method is clarified, Singular value decomposition is adopted to separate the signal space from the noise space. Finally, an enhanced power spectrum density (PSD) is proposed to obtain more accurate modal parameters by curve fitting in the frequency domain. Moreover, a simulation case and an application case are used to validate this method. 展开更多
关键词 operational modal analysis modal parameters identification frequency and spatial domain
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运行模态分析技术在船舶结构振动中的应用 被引量:11
14
作者 姜大正 洪明 周力 《中国舰船研究》 2010年第3期22-26,33,共6页
运行模态分析是一种仅基于环境激励下结构的响应来提取模态参数的方法,通常假设环境激励为白噪声进行分析。实际上,船舶航行过程中所受激励十分复杂,除受海浪等随机激励外,还受到来自螺旋桨、主机等确定的单频激励。因此航行中的船舶所... 运行模态分析是一种仅基于环境激励下结构的响应来提取模态参数的方法,通常假设环境激励为白噪声进行分析。实际上,船舶航行过程中所受激励十分复杂,除受海浪等随机激励外,还受到来自螺旋桨、主机等确定的单频激励。因此航行中的船舶所受激励应假设为白噪声和确定频率的激励同时存在。讨论运行模态分析方法在船舶结构中应用的可行性;在白噪声激励假设下,提出使用自互谱密度法来进行结构模态参数识别,并用简支梁实验对上述方法进行验证。最后将该方法运用于对某船航行中桅杆的振动响应数据进行分析和讨论。 展开更多
关键词 运行模态分析 结构振动 参数辨识 结构
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高速电主轴的工作模态试验分析 被引量:8
15
作者 陈锋 陈小安 孟杰 《现代制造工程》 CSCD 2008年第8期1-4,共4页
高速电主轴在工作状态下产生的振动对高精度加工影响较大,通过对最高转速为60000 r/min的磨削型高速电主轴进行不同转速下的工作模态试验,并运用随机子空间法(SST)对其进行模态参数的识别,得到了电主轴工作状态下多个重要部位的频谱图,... 高速电主轴在工作状态下产生的振动对高精度加工影响较大,通过对最高转速为60000 r/min的磨削型高速电主轴进行不同转速下的工作模态试验,并运用随机子空间法(SST)对其进行模态参数的识别,得到了电主轴工作状态下多个重要部位的频谱图,分析了多个重要测点的加速度,且与出厂理论值进行比较,以验证其是否符合高精度加工生产的要求和所采用试验方法的正确性,同时说明电主轴产生振动的主要原因,排除了试验用电主轴在共振区工作的可能性。 展开更多
关键词 电主轴 工作模态分析 振动
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基于EEMD-NExT的低频振荡主导模式工况在线辨识与预警 被引量:10
16
作者 汪颂军 刘涤尘 +4 位作者 廖清芬 周雨田 王亚俊 王乙斐 赵一婕 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期111-116,122,共7页
结合集合经验模式分解(EEMD)和自然激励技术(NEx T),基于广域测量系统(WAMS)的动态量测信息,提出低频振荡主导模式识别方法。该方法借助EEMD处理非平稳信号,利用EEMD时空滤波器、互相关系数和信号能量权重筛选出主导模式分量;通过NEx T... 结合集合经验模式分解(EEMD)和自然激励技术(NEx T),基于广域测量系统(WAMS)的动态量测信息,提出低频振荡主导模式识别方法。该方法借助EEMD处理非平稳信号,利用EEMD时空滤波器、互相关系数和信号能量权重筛选出主导模式分量;通过NEx T求互相关函数,并利用Teager能量算子识别时变幅值和频率,采用信号能量分析法辨识阻尼比并应用于预警系统。算例仿真结果表明,所提方法能够实时准确地辨识出系统的主导模式信息,且无需人工激励并剔除虚假模式,同时具有较强的抗噪性能。 展开更多
关键词 集合经验模式分解 自然激励技术 工况模式分析 低频振荡 主导模式识别 稳定性
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基于PolyMAX法的飞行器工作模态分析技术与应用 被引量:9
17
作者 张家雄 何咏梅 +2 位作者 张华山 张辉 李飞 《航天器环境工程》 2015年第1期28-33,共6页
飞行器在大气中飞行时经历严酷的力热环境,结构动力学问题显著,而模态特性是分析这些问题的重要输入。传统地面模态试验很难准确模拟飞行环境,而工作模态分析技术能够得到飞行器实际飞行中的模态参数。文章首先简要介绍了工作模态分析... 飞行器在大气中飞行时经历严酷的力热环境,结构动力学问题显著,而模态特性是分析这些问题的重要输入。传统地面模态试验很难准确模拟飞行环境,而工作模态分析技术能够得到飞行器实际飞行中的模态参数。文章首先简要介绍了工作模态分析技术的背景和发展现状,说明了PolyMAX法的基本原理,然后对飞行器飞行试验测量数据进行了处理和分析,采用PolyMAX法成功识别出该飞行器的模态参数,并进行了模态验证。 展开更多
关键词 飞行器 工作模态分析 PolyMAX法 模态验证
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基于附加质量的试验模态振型质量归一化 被引量:9
18
作者 林贤坤 覃柏英 +1 位作者 张令弥 郭勤涛 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期784-790,864,共7页
针对桥梁结构试验模态振型的质量归一化,探讨了基于附加质量的试验模态振型质量归一化法,给出它的4种方法。以通扬运河大桥和张家港河大桥的有限元模型为对象,对4种方法计算质量归一化因子的精度,以及质量块的数量和质量、传感器数量、... 针对桥梁结构试验模态振型的质量归一化,探讨了基于附加质量的试验模态振型质量归一化法,给出它的4种方法。以通扬运河大桥和张家港河大桥的有限元模型为对象,对4种方法计算质量归一化因子的精度,以及质量块的数量和质量、传感器数量、模态振型误差、质量块质量的误差对精度的影响进行了仿真研究。仿真结果说明了基于附加质量的试验模态振型质量归一化法的可行性和可靠性,在实际工程应用中可实现桥梁各阶试验模态振型较高精度的质量归一化。 展开更多
关键词 桥梁结构 运行模态分析 试验模态振型 附加质量 质量归一化 状态评估
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基于EM算法和模态形式的状态空间模型自降阶工作模态分析 被引量:9
19
作者 施袁锋 朱正言 +1 位作者 陈鹏 戴靠山 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期15-25,共11页
工作模态分析具有试验简单、经济可行等优点,在工程实际中有广泛的应用。在基于状态空间模型的模态分析中,模型阶次的确定是获得准确和稳定的模态参数的关键问题之一。该文结合期望最大(EM)算法和模态形式状态空间模型来实现模型自降阶... 工作模态分析具有试验简单、经济可行等优点,在工程实际中有广泛的应用。在基于状态空间模型的模态分析中,模型阶次的确定是获得准确和稳定的模态参数的关键问题之一。该文结合期望最大(EM)算法和模态形式状态空间模型来实现模型自降阶和模态参数估计。将状态空间模型变换到模态形式,使待估计参数量得到精简的同时,可直接估计各阶模态响应。引入表征各阶模态响应在实际响应中占比的模态贡献作为模型降阶的指标,在EM求解模型极大似然估计时实现模型降阶。同时结合频谱图分析和阻尼比阈值剔除虚假模态,以获得实际的结构模态信息。通过数值结构模拟和现场结构实测的数据分析,结果表明该文方法具有较好的适用性和有效性。 展开更多
关键词 工作模态分析 状态空间模型 模型降阶 期望最大(EM)算法 极大似然估计
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基于多参考点稳定图的斜拉桥模态参数识别 被引量:7
20
作者 叶锡钧 颜全胜 +1 位作者 王卫锋 李健 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期41-47,53,共8页
针对激励未知情况下,运行模态分析容易遗漏真实模态和产生虚假模态的问题,提出了基于特征系统实现算法的多参考点稳定图算法.该算法通过设置不同的参考点,利用自然激励技术结合特征系统实现算法识别模态参数,以阻尼比、基于输出矩阵的... 针对激励未知情况下,运行模态分析容易遗漏真实模态和产生虚假模态的问题,提出了基于特征系统实现算法的多参考点稳定图算法.该算法通过设置不同的参考点,利用自然激励技术结合特征系统实现算法识别模态参数,以阻尼比、基于输出矩阵的一致模态指标和模态置信度作为判别指标,确定可信度最高的模态参数.运用该算法和增强频域分解法对大跨度斜拉桥———崖门大桥的实测数据进行识别分析.结果表明,文中算法能准确地识别出低阶模态参数,能为有限元模型修正提供良好的基础. 展开更多
关键词 斜拉桥 运行模态分析 多参考点稳定图 自然激励技术 特征系统实现算法 增强频域分解
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