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基于Hilbert-Huang变换和自然激励技术的模态参数识别 被引量:29
1
作者 韩建平 李达文 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期54-59,共6页
基于工程结构振动信号的分析与处理识别结构的模态参数,是结构健康监测和损伤诊断的重要手段之一。基于傅里叶分析的信号处理方法对非线性、非稳态信号的处理能力差,传统的模态参数识别方法也存在阻尼比识别精度不高的问题。基于Hilbert... 基于工程结构振动信号的分析与处理识别结构的模态参数,是结构健康监测和损伤诊断的重要手段之一。基于傅里叶分析的信号处理方法对非线性、非稳态信号的处理能力差,传统的模态参数识别方法也存在阻尼比识别精度不高的问题。基于Hilbert-Huang变换和自然激励技术,提出了一种新的模态参数识别方法,首先通过经验模态分解和Hilbert变换提取信号的瞬时特性,进而利用自然激励技术和模态分析的基本理论识别结构的模态频率和模态阻尼比。利用这一方法,对12层钢筋混凝土框架模型振动台试验一测点的加速度记录进行了处理,识别了模态参数,识别结果与其它识别方法及有限元分析结果的对比表明该方法识别模态频率是可靠的,而模态阻尼比的识别虽然较传统的基于傅里叶变换的半功率带宽法有所改进,但识别的精准性仍然难以确认。 展开更多
关键词 HILBERT-HUANG变换 经验模态分解 自然激励技术 模态参数识别 振动台试验
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高拱坝泄流激励下基于频域法的工作模态参数识别 被引量:21
2
作者 李火坤 练继建 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第7期149-153,共5页
水工结构的模态参数是评估在役水工结构运行状态的指标之一,水工结构运行状态健康诊断的核心技术之一就是如何通过各种技术手段获取结构的模态参数指标。研究高拱坝在泄流激励荷载作用下,仅利用结构输出响应识别结构工作模态参数。首先... 水工结构的模态参数是评估在役水工结构运行状态的指标之一,水工结构运行状态健康诊断的核心技术之一就是如何通过各种技术手段获取结构的模态参数指标。研究高拱坝在泄流激励荷载作用下,仅利用结构输出响应识别结构工作模态参数。首先,对高拱坝泄洪诱发振动的激振荷载特性进行了研究;其次,分别建立了以典型水流脉动荷载和白噪声荷载作为输入激励的悬臂梁动力响应数值模型,仅利用输出响应识别了悬臂梁的模态参数,并对识别结果进行了对比分析,论证了以水流脉动荷载作为未知输入仅利用流激振动响应进行结构工作模态参数识别的可行性。最后以二滩拱坝泄洪振动原型观测数据为基础,对二滩拱坝的泄洪工作模态参数进行了识别并评估了该拱坝的泄洪动力性态。 展开更多
关键词 泄流激励 工作模态 参数识别 拱坝
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基于相关函数的振动结构工作模态参数识别方法 被引量:15
3
作者 孙晓兰 王太勇 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期503-506,共4页
把工作模态参数识别方法中的NEXT法发展为直接利用振动结构的加速度响应信号即可进行结构参数辨识的方法,理论上推导了振动结构相对于速度、加速度信号的脉冲响应函数,以及振动结构加速度响应信号间的相关函数,证明振动结构加速度响应... 把工作模态参数识别方法中的NEXT法发展为直接利用振动结构的加速度响应信号即可进行结构参数辨识的方法,理论上推导了振动结构相对于速度、加速度信号的脉冲响应函数,以及振动结构加速度响应信号间的相关函数,证明振动结构加速度响应信号间的相关函数与加速度信号的脉冲响应函数具有相同形式的表达式.另外以无约束等截面梁为例,利用梁振动的加速度响应信号间的相关函数作为梁的加速度信号的脉冲响应函数,采用特征系统实现法进行梁的工作模态参数识别,其结果与梁的理论参数值及频域法和利用脉动响应函数的特征系统实现法的识别结果进行了比较,结果表明工作模态识别方法在识别振动结构固有频率方面具有较高的精度. 展开更多
关键词 工作模态 环境激励 参数识别 模态分析
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基于Hilbert-Huang变换和随机减量技术的模态参数识别 被引量:19
4
作者 韩建平 李林 +1 位作者 王洪涛 钱炯 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2011年第1期72-77,共6页
傅里叶分析的信号处理方法对非线性、非平稳信号的处理能力差,传统的模态参数识别方法也存在阻尼比识别精度不高的问题。基于Hilbert-Huang变换和随机减量技术提出了一种新的、实用的模态参数识别方法,首先对结构振动信号进行滤波处理... 傅里叶分析的信号处理方法对非线性、非平稳信号的处理能力差,传统的模态参数识别方法也存在阻尼比识别精度不高的问题。基于Hilbert-Huang变换和随机减量技术提出了一种新的、实用的模态参数识别方法,首先对结构振动信号进行滤波处理和经验模态分解,得到若干阶本征模态响应,然后利用随机减量技术提取自由衰减响应,进而由Hilbert-Huang变换得到信号的瞬时特性,最后结合模态识别的基本理论识别结构的模态频率和模态阻尼比。为了验证这一方法的有效性,对12层钢筋混凝土框架模型振动台试验一测点的加速度记录进行了处理,识别了模态参数,识别结果与其它识别方法及有限元分析结果的对比表明该方法识别模态频率是可靠的,而模态阻尼比识别的精准性仍然难以确认。 展开更多
关键词 Hilbert—Huang变换 经验模态分解 随机减量技术 模态参数识别 振动台试验
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混凝土框架柱刚度变化识别的应变模态方法研究 被引量:15
5
作者 徐丽 易伟建 吴高烈 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期1-5,共5页
首先探讨应变模态的物理意义,然后在实验室中对一模型比例为1:3的4层钢筋混凝土空间框架结构模型进行应变模态试验,考察应变模态对框架结构中柱截面刚度变化的识别能力。结果显示,一阶应变模态可以准确指示刚度变化部位;并且利用应变模... 首先探讨应变模态的物理意义,然后在实验室中对一模型比例为1:3的4层钢筋混凝土空间框架结构模型进行应变模态试验,考察应变模态对框架结构中柱截面刚度变化的识别能力。结果显示,一阶应变模态可以准确指示刚度变化部位;并且利用应变模态的局域性特点,可以通过局部模型修正的方法来识别出结构局部刚度变化的程度。 展开更多
关键词 混凝土框架结构 应变模态 刚度变化 参数识别
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抑制模态混叠的HHT结构模态参数识别方法研究 被引量:13
6
作者 练继建 荣钦彪 +2 位作者 董霄峰 王鸿振 刘卓 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第18期1-8,共8页
针对传统经验模态分解法(EMD)的模态混叠问题,在分析模态混叠产生机理的基础上,提出基于互补总体平均经验模态分解(CEEMD)与信号调频(FM)结合的组合分解方法(FM-CEEMD),并通过仿真信号验证了FM-CEEMD分解方法的有效性。将FM-CEEMD分解... 针对传统经验模态分解法(EMD)的模态混叠问题,在分析模态混叠产生机理的基础上,提出基于互补总体平均经验模态分解(CEEMD)与信号调频(FM)结合的组合分解方法(FM-CEEMD),并通过仿真信号验证了FM-CEEMD分解方法的有效性。将FM-CEEMD分解取代传统EMD分解应用于希尔伯特-黄变换(HHT),得到抑制模态混叠的改进HHT结构模态参数识别方法。仿真试验与实际拱坝识别结果表明:提出的改进HHT法不仅能避免模态信息丢失、提高模态参数识别精度,同时也适用于实际水利工程模态识别研究。 展开更多
关键词 改进HHT 经验模态分解(EMD) 信号调频(FM) 模态混叠 参数识别
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基于Hilbert-Huang变换和随机子空间识别的模态参数识别 被引量:11
7
作者 韩建平 李达文 王飞行 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2010年第1期53-59,共7页
基于Hilbert-Huang变换和随机子空间识别技术提出了两种土木工程结构的模态参数识别方法。方法一是基于Hilbert-Huang变换和自然激励技术,通过经验模态分解和Hilbert变换提取信号的瞬时特性,进而利用自然激励技术和模态分析的基本理论... 基于Hilbert-Huang变换和随机子空间识别技术提出了两种土木工程结构的模态参数识别方法。方法一是基于Hilbert-Huang变换和自然激励技术,通过经验模态分解和Hilbert变换提取信号的瞬时特性,进而利用自然激励技术和模态分析的基本理论识别结构的模态参数;方法二是基于经验模态分解和随机子空间识别技术,通过经验模态分解对信号进行预处理,进而运用随机子空间识别方法处理得到的结构单阶模态响应以识别结构的模态参数。利用这两种方法,通过对一12层钢筋混凝土框架模型振动台试验测点加速度记录的处理,识别了该模型结构的模态参数。识别结果与传统的基于傅里叶变换的识别结果及有限元分析结果的对比验证了这两种方法的可行性和实用性。 展开更多
关键词 HILBERT-HUANG变换 随机子空间识别 经验模态分解 自然激励技术 模态参数识别 振动台试验
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线性振动亏损系统广义模态参数的识别方法 被引量:6
8
作者 时国勤 诸德超 王俊奎 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1991年第3期235-243,共9页
基于线性振动亏损系统的广义模态理论,本文提出了一种识别亏损系统广义模态参数的频域方法。该方法将直接法与迭代法相结合,无需人工初值,可分步识别出亏损系统的全部广义模态参数。模拟识别结果表明,本文方法是有效且可行的。
关键词 亏损系统 广义模态 参数识别方法
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含非严格重复扰动的抗扰迭代学习控制 被引量:10
9
作者 吕庆 方勇纯 任逍 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1190-1197,共8页
针对一类含不确定参数及未知扰动的高阶非线性系统,采用类Lyapunov方法,结合部分限幅学习律和滑模控制的优点,提出一种新的滑模鲁棒迭代学习控制算法.根据系统中不确定量的特性,将系统中的不确定性划分为两类:仅沿时间轴变化的不确定性... 针对一类含不确定参数及未知扰动的高阶非线性系统,采用类Lyapunov方法,结合部分限幅学习律和滑模控制的优点,提出一种新的滑模鲁棒迭代学习控制算法.根据系统中不确定量的特性,将系统中的不确定性划分为两类:仅沿时间轴变化的不确定性和仅沿迭代轴变化的不确定性.前者采用迭代辨识方法处理,后者采用迭代滑模技术解决.在整个作业区间上,随着迭代次数的增加,控制算法确保系统的跟踪误差收敛到一个界内,控制器信号无抖颤,且闭环系统中其余变量一致有界.当系统扰动仅沿时间轴变化时,系统跟踪误差及其各阶导数沿迭代轴渐近收敛到0,实现系统各个状态的精确跟踪.相比利用连续函数近似法的传统滑模控制,该算法对未知扰动具有更好的鲁棒性.理论证明和仿真结果都说明了该算法的有效性. 展开更多
关键词 迭代学习控制 滑模控制 参数辨识 收敛性 鲁棒性 抗扰性
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基于参数识别和小波包分析的故障特征提取 被引量:7
10
作者 董宁娟 赵洪金 高晶波 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2008年第5期91-94,101,共5页
针对2D12往复式压缩机气阀的工作特点,提取吸气阀与排气阀均关闭时的压缩过程的局域信号。以此为研究对象,应用模态参数识别与小波包分析相结合的方法对气阀进行故障诊断,最后给出气阀正常与故障时的时域特征参数的图谱分析。
关键词 振动与波 往复式压缩机 模态参数识别 小波包分析 故障诊断
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基于改进鲸鱼算法的电流互感器J-A模型磁滞参数识别 被引量:9
11
作者 李宜伦 张异殊 宋光 《中国电力》 CSCD 北大核心 2022年第2期190-199,共10页
基于J-A磁滞模型模拟电流互感器铁芯磁滞特性的关键是模型参数的精准快速识别。针对现有J-A模型参数提取时输入输出均不易测量和提取方法收敛速度慢、精度低等问题,提出了一种基于改进鲸鱼算法的ψ-i J-A磁滞模型的参数提取方法。该模... 基于J-A磁滞模型模拟电流互感器铁芯磁滞特性的关键是模型参数的精准快速识别。针对现有J-A模型参数提取时输入输出均不易测量和提取方法收敛速度慢、精度低等问题,提出了一种基于改进鲸鱼算法的ψ-i J-A磁滞模型的参数提取方法。该模型以磁链和电流为基础,而不是以磁通密度和磁场为基础。采用加入自适应权重值调整和搜索策略的改进鲸鱼算法对参数进行提取。用所提方法和粒子群算法、鲸鱼算法分别识别P型电流互感器和PR型电流互感器的磁滞曲线,对比可得改进鲸鱼算法精度更高、迭代次数更少,验证了所提方法的高效性。 展开更多
关键词 电流互感器 改进J-A模型 磁滞曲线 改进鲸鱼算法 参数识别
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水电站厂房结构密集模态识别研究 被引量:7
12
作者 王海军 郑韩慈 周济芳 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期117-123,共7页
针对水电站厂房结构模态识别问题,建立了一种密集模态识别的组合方法。该方法通过将逆衰减指数窗和小波包分频结合,实现了降低振动信号的模态密集度,提高了模态分离的精度。振动信号模态分离后采用Random Decrement Technique(RDT)和Spa... 针对水电站厂房结构模态识别问题,建立了一种密集模态识别的组合方法。该方法通过将逆衰减指数窗和小波包分频结合,实现了降低振动信号的模态密集度,提高了模态分离的精度。振动信号模态分离后采用Random Decrement Technique(RDT)和Spare Time Domain(STD)方法识别水电站厂房结构的模态参数。以一大型地下水电站厂房结构为分析对象,对其原型振动测试数据开展了密集模态识别。结果表明,采用该组合方法识别结果与三维有限元计算结果一致,且识别出的阻尼比也处在合理范围之内。 展开更多
关键词 水电站厂房 密集模态 参数识别 模态分离
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基于谱峭度的谐波模态检测方法 被引量:7
13
作者 夏遵平 王彤 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期255-258,266,共5页
在旋转机械领域,周期激励的存在使运行模态分析中含有谐波模态。根据结构模态和谐波模态的谱峭度值的不同,该文提出了基于谱峭度的谐波模态辨识方法。首先,给出了谱峭度的定义及其无偏估计算法;其次,从理论上证明应用此方法不需要滤波处... 在旋转机械领域,周期激励的存在使运行模态分析中含有谐波模态。根据结构模态和谐波模态的谱峭度值的不同,该文提出了基于谱峭度的谐波模态辨识方法。首先,给出了谱峭度的定义及其无偏估计算法;其次,从理论上证明应用此方法不需要滤波处理,并提出了简单且易于实现的优化方法;然后,应用频域空间域分解算法分离出谐波模态去除其对结构模态的影响;最后,通过仿真及实验成功检测出了谐波模态并消除其影响,验证了方法的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 运行模态分析 谐波模态 谱峭度 模态参数识别 累积量
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基于ERA算法的大桥斜拉索索力检测方法 被引量:6
14
作者 占晴 周宇 +1 位作者 叶庆卫 王晓东 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2010年第8期743-747,共5页
斜拉桥拉索模态参数(固有频率、阻尼比)在索力测试、拉索减振、实时控制等方面起着重要作用。目前斜拉索索力一般以频域分析法(如频差法等)进行检测,提出采用ERA算法来获取拉索自由响应信号中的各阶模态参数,从而给出更加精确稳定的拉... 斜拉桥拉索模态参数(固有频率、阻尼比)在索力测试、拉索减振、实时控制等方面起着重要作用。目前斜拉索索力一般以频域分析法(如频差法等)进行检测,提出采用ERA算法来获取拉索自由响应信号中的各阶模态参数,从而给出更加精确稳定的拉索基频和对应索力,并与传统索力测算方法——功率谱峰值法进行对比分析。本文方法简单,与理论值吻合良好,试验容易实施,具有较好的工程实用价值。数字仿真与工程测试结果表明了方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 模态识别 随机减量 特征系统实现算法 频域法
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基于高阶局部模态的弹性地基上框架结构物理参数识别研究 被引量:4
15
作者 易伟建 周云 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2007年第1期117-124,共8页
利用框架结构的整体振动模态信息进行局部损伤的判别具有明显的局限性。高阶模态逐渐被人们认识并用来进行局部物理参数识别并用来进行损伤判别。本文以弹性地基上独立基础的框架结构底层柱为研究对象,利用增加的质量块对柱子进行局部... 利用框架结构的整体振动模态信息进行局部损伤的判别具有明显的局限性。高阶模态逐渐被人们认识并用来进行局部物理参数识别并用来进行损伤判别。本文以弹性地基上独立基础的框架结构底层柱为研究对象,利用增加的质量块对柱子进行局部损伤的制造,利用脉冲锤击法和激振器扫频实验进行高阶模态对比测试,利用PolyMAX模态分析方法进行损伤前后高阶模态的识别,发现了“高灵敏度高阶模态”的存在。最后通过两端约束Euler梁的计算模型,通过高阶模态来识别物理参数以及地基参数,其中物理参数结果具有较好的可靠性。 展开更多
关键词 高阶局部模态 土-结构动力相互作用 PolyMAX方法 损伤诊断 参数识别
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基于HHT方法的时变多自由度系统的参数识别 被引量:5
16
作者 程远胜 熊飞 刘均 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期41-43,共3页
将HHT(Hilbert-Huang transform)方法与数学规划方法相结合,用于时变多自由度系统的参数识别.把响应信号如加速度信号通过一个窗函数,得到要研究的某阶模态成分,然后通过经验模态分解(EMD)把通过窗函数的信号分解成各个本征模函数(IMF)... 将HHT(Hilbert-Huang transform)方法与数学规划方法相结合,用于时变多自由度系统的参数识别.把响应信号如加速度信号通过一个窗函数,得到要研究的某阶模态成分,然后通过经验模态分解(EMD)把通过窗函数的信号分解成各个本征模函数(IMF),对分解出来的IMF进行希尔伯特变换得到该阶模态的瞬时频率,以待识别的刚度或质量参数作为设计变量,极小化计算得到的频率与瞬时频率之差的平方和.对应该平方和最小的刚度或质量值即为选定时刻识别得到的刚度或质量参数值,并进行了数值仿真. 展开更多
关键词 HILBERT-HUANG变换 经验模态分解 时变多自由度系统 参数识别
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电池更换模式下电池管理系统的研究 被引量:6
17
作者 温家鹏 姜久春 +1 位作者 张维戈 文锋 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期415-421,共7页
针对奥运会纯电动公交车更换电池的运行模式,提出了一种主从式结构的电池管理系统。此系统除了能在车载模式下实现电池状态监测、故障报警和整车通讯之外,还能完成电池分箱拆分后的充电、维护及重组等管理功能,与传统电池管理系统相比... 针对奥运会纯电动公交车更换电池的运行模式,提出了一种主从式结构的电池管理系统。此系统除了能在车载模式下实现电池状态监测、故障报警和整车通讯之外,还能完成电池分箱拆分后的充电、维护及重组等管理功能,与传统电池管理系统相比更具模块化和通用性特点。重点分析了这种模式下电池管理系统的系统构架、功能特点、状态估算等问题,提出了整车充电与分箱充电控制相结合、电池参数识别与电池重组相配合、电池状态自校正等多种特殊处理方法,较好配合了纯电动公交车的正常运行。 展开更多
关键词 纯电动公交车 电池更换模式 电池管理系统(BMS) 配合充电 参数识别 SOC估算
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基于结构高阶局部模态的损伤诊断研究 被引量:5
18
作者 易伟建 吴高烈 徐丽 《动力学与控制学报》 2006年第4期363-369,共7页
结构振动测试和损伤诊断中,较易得到结构的低阶模态信息,但低阶模态信息主要反映结构的整体性能,对结构局部损伤不敏感.本文主要研究框架结构高阶模态特性,并通过高阶模态来反映结构的局部特征,实现框架结构损伤诊断.研究中采用理论模... 结构振动测试和损伤诊断中,较易得到结构的低阶模态信息,但低阶模态信息主要反映结构的整体性能,对结构局部损伤不敏感.本文主要研究框架结构高阶模态特性,并通过高阶模态来反映结构的局部特征,实现框架结构损伤诊断.研究中采用理论模态分析和实验模态分析相结合的方法.理论模态分析表明框架结构存在模态密集区且高阶模态具有局部特征.采用局部激振方法对一个钢筋混凝土框架结构模型施加激励,通过实验模态分析获取高阶局部模态信息.结果表明最大能量高阶模态可以识别框架柱的刚度变化. 展开更多
关键词 模态分析 高阶模态 局部模态 参数识别 框架结构
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汽车动力总成悬置系统多工况运行模态试验研究 被引量:5
19
作者 张武 陈剑 陈鸣 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第22期3118-3123,共6页
由试验测得发动机启动、怠速和急加速三种典型工况下的振动响应,进行了动力总成悬置系统的运行模态参数识别。采用多参考点最小二乘复频域法,通过试验测得的振动响应获得系统工作振型。由于发动机激励不具备零均值白噪声的特点,运用了... 由试验测得发动机启动、怠速和急加速三种典型工况下的振动响应,进行了动力总成悬置系统的运行模态参数识别。采用多参考点最小二乘复频域法,通过试验测得的振动响应获得系统工作振型。由于发动机激励不具备零均值白噪声的特点,运用了多种模态置信度指标进行模态验证,获得了较可信的模态参数。试验结果表明,动力总成悬置系统的运行模态参数与发动机工况有关,对于大阻尼和密集模态的动力总成悬置系统,多工况的运行模态试验可以更准确地识别悬置系统的模态参数。研究结果对悬置元件参数设计具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 动力总成悬置系统 多工况 运行模态 参数识别
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EMD密集模态识别研究及在电站厂房中的应用 被引量:4
20
作者 荣钦彪 刘昉 +1 位作者 宿策 康宏志 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期103-113,共11页
针对传统经验模态分解(EMD)密集模态分解能力不足的问题,提出信号调频预处理和优化模态筛选准则相结合的改进方法。研究了模态筛选准则、迭代次数、信号调频与EMD模态分解能力的关系,并给出了信号调频的具体过程;提出基于窗函数、信号... 针对传统经验模态分解(EMD)密集模态分解能力不足的问题,提出信号调频预处理和优化模态筛选准则相结合的改进方法。研究了模态筛选准则、迭代次数、信号调频与EMD模态分解能力的关系,并给出了信号调频的具体过程;提出基于窗函数、信号调频和改进EMD模态筛选准则的密集模态识别方法,并分别通过仿真信号和电站厂房实测振动信号的模态参数识别进行验证。试验成果表明,改进方法能够有效识别密集模态参数,为EMD应用于电站厂房等密集模态结构参数识别奠定了基础。 展开更多
关键词 经验模态分解 密集模态 参数识别 调频 筛选准则
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