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基于K-means聚类算法的桥梁结构真实模态筛选研究 被引量：4
1
作者 尹红燕 刘东霞 唐莉 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期73-82,共10页
现阶段,随机子空间算法被广泛运用于识别桥结构的模态参数,虽然已不少学者对其进行了深入研究,但依然无法精确地对稳定图中的真假模态作出辨识和筛选。为了识别稳定图中的真实模态,首先通过对比分析数据驱动随机子空间算法和协方差驱动... 现阶段,随机子空间算法被广泛运用于识别桥结构的模态参数,虽然已不少学者对其进行了深入研究,但依然无法精确地对稳定图中的真假模态作出辨识和筛选。为了识别稳定图中的真实模态,首先通过对比分析数据驱动随机子空间算法和协方差驱动随机子空间算法在基本原理和计算效率两方面的差异,最终选定数据驱动随机子空间算法作为模态参数识别算法;其次以某试验桥为背景,通过分析大量稳定图中真假模态的存在形式来总结稳定图中真实模态存在的一般规律;同时基于K-means聚类算法的特点--不仅能实现不同维度数据的聚类,也能判别数据间是否属于同一类,还能筛选出同类的数据点,将该算法与稳定图定阶法中的振型辨识原理进行融合,运用于模态参数识别的流程中以完成真假模态的自动化筛选。为验证所提算法具有可信性,将其运用于识别某试验桥和实际桥梁结构的模态参数结果,并将所得结果与理论值进行对比分析。结果表明:所提算法能有效辨识稳定图中的真假模态,且识别结果具有可信性。 展开更多
关键词 桥梁工程 真实模态 K-MEANS聚类算法 随机子空间算法 健康监测 稳定图
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改进随机子空间算法在桥梁结构中的运用 被引量：3
2
作者 文鹏 陈桥枫 杨风帆 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期310-316,419,共8页
随机子空间算法作为模态参数识别算法中的主要方法之一,虽然被广泛运用于实际桥梁结构的模态参数识别中,但其依然存在一定的缺陷。基于此,针对其存在的三大问题:系统定阶难、只适用于时不变结构以及真实模态筛选存在主观性,笔者提出了... 随机子空间算法作为模态参数识别算法中的主要方法之一,虽然被广泛运用于实际桥梁结构的模态参数识别中,但其依然存在一定的缺陷。基于此,针对其存在的三大问题:系统定阶难、只适用于时不变结构以及真实模态筛选存在主观性,笔者提出了相应的解决方法。首先,利用“奇异熵增量一阶导数法”实现系统阶次的智能化判定;其次,引入“滑窗技术”对输入信号进行划窗处理,实现时变结构的参数识别;然后,基于真实模态存在的一般规律,并通过建立相似矩阵实现真实模态的辨识;最后,将信号采集、信号预处理和改进随机子空间算法进行有效结合,运用于某大型斜拉桥振动台试验以验证所提算法的可靠性。结果表明:所提算法能运用于桥梁的健康监测中,且识别结果具有可信性。 展开更多
关键词 桥梁工程 随机子空间算法 模态参数 系统阶次 模态识别
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基于随机子空间和统计模型的输电塔损伤识别 被引量：2
3
作者 曹枚根 杨婷婷 +2 位作者 王瑜 郑翀 周文松 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期329-335,411,412,共9页
针对输电塔结构,给出一种基于随机子空间结合统计模型的损伤诊断方法,利用输电塔振动响应信号挖掘数据统计特征并构建高灵敏损伤诊断指标实现输电塔结构局部构件的损伤检测。首先,获取输电塔结构的瞬态动力响应数据;其次,利用随机子空... 针对输电塔结构,给出一种基于随机子空间结合统计模型的损伤诊断方法,利用输电塔振动响应信号挖掘数据统计特征并构建高灵敏损伤诊断指标实现输电塔结构局部构件的损伤检测。首先,获取输电塔结构的瞬态动力响应数据;其次,利用随机子空间法识别模态参数,构造名义模态参数,并定义一个与参数识别过程相关的残差向量表征结构动力参数变化;最后,计算该残差对结构参数的灵敏度,并构造残差灵敏度的χ^(2)统计量作为结构损伤诊断指标。通过数值模拟及现场试验对某足尺输电塔结构进行分析,结果表明,上述方法可有效对输电塔结构局部构件的螺栓松动、杆件破坏等损伤进行识别。 展开更多
关键词 输电塔 结构振动 随机子空间算法 统计模型 损伤识别
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基于小波去噪和随机子空间算法的广域低频振荡估计 被引量：1
4
作者 刘畅 李长松 +1 位作者 李华强 许海青 《四川电力技术》 2014年第1期5-9,共5页
电网规模的日益扩大使得广域低频振荡成为电力系统稳定运行中备受关注的问题之一,提出了一种利用小波软阈值去噪技术,首先对电力系统低频振荡数据进行预处理,然后采用随机子空间算法提取低频振荡信号特征的分析方法。该方法直接利用在... 电网规模的日益扩大使得广域低频振荡成为电力系统稳定运行中备受关注的问题之一,提出了一种利用小波软阈值去噪技术,首先对电力系统低频振荡数据进行预处理,然后采用随机子空间算法提取低频振荡信号特征的分析方法。该方法直接利用在线量测数据识别出系统的低频振荡及其特征参数,有效地克服Prony算法、自回归滑动平均算法及希尔伯特-黄等算法受噪声、系统实际阶数的影响大以及单一随机子空间辨识算法难以处理非线性、非平稳振荡信号的缺点。数值仿真及实例分析均验证了基于小波预处理技术的随机子空间算法在电力系统低频振荡分析中的可行性。 展开更多
关键词 电力系统 低频振荡 区间振荡 随机子空间算法 小波软阈值 去噪
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模态参数在时变结构运营监测中的设计应用浅述
5
作者 韩笑 《科技视界》 2016年第21期92-93,144,共3页
现阶段时变结构的模态参数识别已经成为桥梁安全监测中的重要部分,由于其高精度、易识别的特点,近年来也是受到了国内外的高度关注,由于桥梁结构的动力特性相较于其他建筑有较大区别,为识别其在不同激励环境下的动态参数,以钢梁为模型... 现阶段时变结构的模态参数识别已经成为桥梁安全监测中的重要部分,由于其高精度、易识别的特点,近年来也是受到了国内外的高度关注,由于桥梁结构的动力特性相较于其他建筑有较大区别,为识别其在不同激励环境下的动态参数,以钢梁为模型对其施加动载模拟试验,通过软件对测得的数据进行对比分析,给出了合理的信号处理方案。 展开更多
关键词 模态参数识别 空间域分解 环境激励
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基于快速独立分量分析与改进随机子空间算法相结合的次同步振荡模态辨识 被引量：2
6
作者 王雨虹 宋志超 +1 位作者 孟宪敬 孙少华 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2022年第11期120-129,共10页
为了提高电力系统次同步振荡参数辨识精度,针对次同步振荡采样信号存在强噪声干扰和系统模态阶数定阶难的问题,提出一种快速独立分量分析技术和精确模态定阶改进随机子空间相结合的次同步振荡辨识方法。首先利用快速独立分量分析技术对... 为了提高电力系统次同步振荡参数辨识精度,针对次同步振荡采样信号存在强噪声干扰和系统模态阶数定阶难的问题,提出一种快速独立分量分析技术和精确模态定阶改进随机子空间相结合的次同步振荡辨识方法。首先利用快速独立分量分析技术对采样信号进行噪声和原信号的分离预处理,然后将处理后的信号作为新的信号输入到随机子空间算法,针对随机子空间算法存在系统模态阶数定阶难的问题,用精确模态定阶方法予以改进,避免出现虚假模态和模态遗漏的现象,最终快速确定主要模态,准确地辨识出信号的模态参数。通过理想算例、风电场标准模型和电网实测数据进一步分析验证,结果表明所提方法能够有效降低噪声干扰,缩短辨识时间,准确地辨识出信号的主要模态,提高了辨识精度。 展开更多
关键词 次同步振荡 快速独立分量分析技术 精确模态定阶 随机子空间法
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基于泄流响应的高拱坝模态参数辨识与动态监测 被引量：10
7
作者 张建伟 康迎宾 +1 位作者 张翌娜 赵瑜 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期146-150,共5页
模态参数的准确辨识是对在线结构进行损伤诊断和状态监测的难点和核心之一。以二滩高拱坝原型测试为背景,结合随机子空间算法与改进的稳定图对泄流激励下的拱坝模态参数进行辨识,并实现对高坝振动状态的长期在线监测,为结构的安全评估... 模态参数的准确辨识是对在线结构进行损伤诊断和状态监测的难点和核心之一。以二滩高拱坝原型测试为背景,结合随机子空间算法与改进的稳定图对泄流激励下的拱坝模态参数进行辨识,并实现对高坝振动状态的长期在线监测,为结构的安全评估提供依据。针对时域法所面临的模型定阶困难和噪声干扰以及由它们所引起的虚假模态辨识与剔除问题,利用改进的稳定图方法对模态参数进行更为精确辨识,并与ERA算法的识别结果进行对比。研究结果表明,该方法具有良好的品质与较高的计算精度,具有良好的工程应用前景。 展开更多
关键词 模态参数辨识 随机子空间 稳定图 动态监测
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桥梁结构模态参数识别中系统阶次的自动辨识算法 被引量：10
8
作者 陈永高 钟振宇 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期680-689,共10页
随机子空间算法作为时域模态分析的常用算法之一,存在系统定阶需人为参与这一缺陷。基于此,针对奇异值跳跃法难以确定高阶系统阶次这一问题,提出了将其与“对数化处理”进行融合以便快速确定奇异值的明显跳跃点;通过构建频率置信因子和... 随机子空间算法作为时域模态分析的常用算法之一,存在系统定阶需人为参与这一缺陷。基于此,针对奇异值跳跃法难以确定高阶系统阶次这一问题,提出了将其与“对数化处理”进行融合以便快速确定奇异值的明显跳跃点;通过构建频率置信因子和振型置信因子用于确定真实阶次的取值范围;采用线性加权平均法构建置信系数以确定结构系统的真实阶次;将所提算法运用于某大型斜拉桥的模态参数识别,并将识别结果与现场试验值和有限元结果进行对比分析。结果表明,所提算法能够实现系统阶次的自动化确定和模态参数的自动化识别,且识别结果具有较好的精度和可靠性。 展开更多
关键词 桥梁结构 参数识别 模态振型 随机子空间算法 系统定阶
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环境激励下基于频域特征的扰动源定位方法
9
作者 蔡国伟 王丽馨 杨德友 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期144-151,共8页
环境激励下小幅周期性扰动容易被淹没在类噪声信号中,从时域角度很难实现小幅周期性扰动的检测及扰动源定位。在分析环境激励下电力系统类噪声信号频域特征的基础上,提出了基于频域特征的小幅周期性扰动的检测与扰动源定位方法。环境激... 环境激励下小幅周期性扰动容易被淹没在类噪声信号中,从时域角度很难实现小幅周期性扰动的检测及扰动源定位。在分析环境激励下电力系统类噪声信号频域特征的基础上,提出了基于频域特征的小幅周期性扰动的检测与扰动源定位方法。环境激励下周期性扰动的频域表征为振荡恒定、阻尼比近似为0的振荡模式,且在该模式中扰动源所在机组的模态相位超前于其他机组。利用随机子空间辨识算法对环境激励下的类噪声响应信号进行分析,提取振荡模态及参数,根据模态个数及特征参数实现小幅周期性扰动的检测,检测到周期扰动后,根据阻尼比近似为0的周期性振荡模式的模态相位关系即可定位扰动源所在机组。IEEE 4机2区域系统和IEEE 16机68节点系统的算例结果验证了所提方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 随机激励 周期性扰动 频域特征 随机子空间辨识算法 扰动源定位 模态参数
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基于全局灵敏度的互联电网阻尼提升策略
10
作者 赵康 李浩博 陈秀华 《吉林电力》 2021年第6期5-9,共5页
针对互联电网中潜在的弱阻尼低频振荡,提出了一种基于索波尔(Sobol’)法全局灵敏度的阻尼提升策略,实现低频振荡的早期有效抑制。首先,利用随机子空间辨识(stochastic subspace identification,SSI)算法实现从系统随机响应数据中提取系... 针对互联电网中潜在的弱阻尼低频振荡,提出了一种基于索波尔(Sobol’)法全局灵敏度的阻尼提升策略,实现低频振荡的早期有效抑制。首先,利用随机子空间辨识(stochastic subspace identification,SSI)算法实现从系统随机响应数据中提取系统的振荡频率、阻尼比等,当系统的区间模式阻尼比小于5%时发出预警,进而利用Sobol’法辨识影响系统阻尼的关键机组,实现参调发电机的选取,并应用优化算法快速确定有功功率调整量,实现区间弱阻尼模式阻尼比的提升。最后,利用IEEE 4机2区系统的仿真结果验证了本文算法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 索波尔法全局灵敏度 随机子空间辨识算法 低频振荡 弱阻尼模式 有功功率再调度
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