基于小波变换和奇异值分解的模态参数识别方法 被引量：9

1

作者 闵志华 孙利民 +1 位作者 孙智 淡丹辉 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期460-465,共6页

提出了一种新的基于小波变换和奇异值分解相结合的结构模态参数识别方法.该方法首先对环境激励下的结构加速度响应信号进行互协方差分析,得到时域互协方差响应,通过小波变换将互协方差响应转换到时频域中得到信号的时频系数并沿每一个... 提出了一种新的基于小波变换和奇异值分解相结合的结构模态参数识别方法.该方法首先对环境激励下的结构加速度响应信号进行互协方差分析,得到时域互协方差响应,通过小波变换将互协方差响应转换到时频域中得到信号的时频系数并沿每一个尺度点提取协方差响应的小波系数阵,然后对提取的小波系数阵进行奇异值分解得到奇异值和奇异向量,最后从重组的奇异值和奇异向量中识别出结构的模态参数.文章对提出的方法进行了理论证明,通过三自由度系统的数值算例验证了该方法的可行性,表明与直接小波变换方法相比,其识别结果精度更高. 展开更多

关键词 结构模态 参数识别 小波变换 奇异值分解

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基于量子粒子群算法的结构模态参数识别 被引量：8

2

作者 常军 刘大山 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第14期72-76,88,共6页

以由结构输入输出数据计算所得实测频响函数与理论频响函数差值最小化为优化目标,通过对理论频响函数中所含结构模态参数搜索取值使目标函数最小,即将结构模态参数识别问题转化为优化问题。采用量子粒子群算法对此过程优化计算,获得结... 以由结构输入输出数据计算所得实测频响函数与理论频响函数差值最小化为优化目标,通过对理论频响函数中所含结构模态参数搜索取值使目标函数最小,即将结构模态参数识别问题转化为优化问题。采用量子粒子群算法对此过程优化计算,获得结构模态参数。用数值模拟六层框架结构对该方法进行验证。结果表明,量子粒子群可有效识别结构模态参数。 展开更多

关键词 量子粒子群优化算法 粒子群优化算法 优化算法 频响函数 结构模态参数识别

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量子粒子群结合小波变换识别结构模态参数 被引量：6

3

作者 常军 巩文龙 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第23期42-46,共5页

通过对结构响应进行连续小波变换将多自由度模态参数识别转化为多个单自由度模态参数识别。建立小波骨架理论公式与由结构输出信号计算而得的小波骨架之差为目标函数的优化问题,通过搜索包含于小波骨架理论公式中的模态参数的取值而使... 通过对结构响应进行连续小波变换将多自由度模态参数识别转化为多个单自由度模态参数识别。建立小波骨架理论公式与由结构输出信号计算而得的小波骨架之差为目标函数的优化问题,通过搜索包含于小波骨架理论公式中的模态参数的取值而使目标值最小,从而将优化问题转化为模态参数识别问题。量子粒子群算法是一种基于群体智能理论的优化算法。将量子粒子群算法应用到上述方法中一次性识别出结构的频率、阻尼和振型。最后采用数值模拟的简支梁对该方法进行有效性验证。结果表明,量子粒子群算法结合连续小波变换可以有效地识别环境激励下的结构模态参数。 展开更多

关键词 连续小波变换 量子粒子群算法 环境激励 结构模态参数识别 智能优化算法

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基于延时随机子空间方法的非白噪声环境激励结构模态参数识别 被引量：6

4

作者 胡异丁 李丹 +1 位作者 任伟新 李子兵 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期71-76,共6页

为了消除非白噪声环境激励在结构模态参数识别结果中产生的虚假模态,引入扩展状态模型,从状态空间方程的角度论证了虚假模态产生的原因;然后,针对一类具有典型性和代表性的(自相关函数在纵坐标轴附近一定范围内有非零值的)非白噪声环境... 为了消除非白噪声环境激励在结构模态参数识别结果中产生的虚假模态,引入扩展状态模型,从状态空间方程的角度论证了虚假模态产生的原因;然后,针对一类具有典型性和代表性的(自相关函数在纵坐标轴附近一定范围内有非零值的)非白噪声环境激励信号,在传统随机子空间算法的基础上引入延时指标,建立延时随机子空间方法。数值算例表明延时随机子空间方法能够有效地剔除非白噪声环境激励在模态参数识别结果中产生的虚假模态,放宽了传统模态参数识别方法对环境输入的白噪声假设。 展开更多

关键词 结构模态参数识别 非白噪声环境激励 随机子空间方法 延时指标

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基于自适应变分模态分解的桥梁振动信号降噪 被引量：2

5

作者 殷鹏程 熊芳来 +2 位作者 单德山 曹阳梅 张二华 《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》 2023年第3期23-29,36,共8页

针对实际桥梁结构振动响应信号易受环境噪声的影响,而降噪效果较好的VMD方法存在本征模态函数分解数量难以确定的问题,提出了一种改进的变分模态分解(Variational Mode Decomposition)方法--自适应变分模态分解方法(Adaptive VMD,AVMD)... 针对实际桥梁结构振动响应信号易受环境噪声的影响,而降噪效果较好的VMD方法存在本征模态函数分解数量难以确定的问题,提出了一种改进的变分模态分解(Variational Mode Decomposition)方法--自适应变分模态分解方法(Adaptive VMD,AVMD),实现了桥梁振动响应信号的自适应降噪。在传统VMD方法的基础上,通过结合EMD方法和主成分分析,解决了VMD方法中本征模态函数分解数量难以确定的问题,并引入多尺度小波分解技术,对受噪声污染的信号进行多尺度分解、优选与重构,进而实现复杂桥梁结构振动信号的降噪。以一座大型悬索桥为工程背景,对桥梁实测振动响应数据进行了降噪与模态参数提取。结果表明,AVMD方法解决了传统VMD方法中本征模态函数分量难以确定的问题,降噪信号所识别出的桥梁结构虚假频率比原始信号所识别出的虚假频率减少了58.82%。 展开更多

关键词 结构健康监测 自适应 变分模态分解 信号降噪 模态参数识别

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非接触式结构动力特性识别方法及试验验证 被引量：5

6

作者 董传智 叶肖伟 刘坦 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期188-193,共6页

针对传统结构振动监测中存在的弊端,比如传感器和线缆布设困难、干扰交通等,提出了一种基于机器视觉技术的非接触式结构动力特性识别方法。发展了基于模板匹配算法的多点结构动态位移计算方法,利用多点结构位移时程信号识别结构动力特... 针对传统结构振动监测中存在的弊端,比如传感器和线缆布设困难、干扰交通等,提出了一种基于机器视觉技术的非接触式结构动力特性识别方法。发展了基于模板匹配算法的多点结构动态位移计算方法,利用多点结构位移时程信号识别结构动力特性。制作模拟桥塔的钢竖杆并安装LED灯和加速度传感器,同时采用机器视觉位移测量系统和加速度测量系统进行振动监测及动力特性识别比较研究,试验结果表明本文方法和加速度测量方法计算得到的结构动力指标相当吻合,验证了该方法在结构动力特性识别方面的可行性。 展开更多

关键词 振动监测 结构位移 机器视觉技术 模板匹配算法 模态参数识别

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风电机组混合塔架结构阻尼比的研究 被引量：3

7

作者 郝二通 李祎 胡玉龙 《可再生能源》 CAS 北大核心 2018年第11期1704-1710,共7页

混合塔架作为风电机组广泛应用的一种高塔架形式,其结构模态阻尼比精度对塔架载荷和成本有着重要影响。基于以材料阻尼比作为输入求解风电机组混合塔架结构阻尼比的有限元分析方法,计算出140 m混合塔架第1阶模态阻尼比为0.96%。为验证... 混合塔架作为风电机组广泛应用的一种高塔架形式,其结构模态阻尼比精度对塔架载荷和成本有着重要影响。基于以材料阻尼比作为输入求解风电机组混合塔架结构阻尼比的有限元分析方法,计算出140 m混合塔架第1阶模态阻尼比为0.96%。为验证该方法的正确性,通过测量阻尼性能差异较大的有机玻璃单件、钢板单件的材料阻尼比,以及有机玻璃与钢板组件的模态阻尼比,以测量的材料阻尼比作为输入开展了有机玻璃与钢板组件模态阻尼比的有限元分析。有限元求解与试验测试的1阶模态阻尼比结果分别为0.570%和0.589%,两者相差3.33%。结果表明,以材料阻尼比作为输入计算混合塔架模态阻尼比的有限元分析方法是正确的。 展开更多

关键词 风电机组 混合塔架 结构阻尼比 材料阻尼比 模态试验 模态参数识别

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基于改进复杂追踪算法的结构模态参数识别 被引量：2

8

作者 常军 刘昊 +1 位作者 尤传雨 邵永亮 《噪声与振动控制》 CSCD 2019年第1期177-185,共9页

以固定梯度的复杂追踪算法进行目标函数寻优时,收敛速度慢,易陷入局部极值,且存在针对不同的模型需人为选择合适的学习步长等不足,限制了该算法的实用性。为此,将最优步长思想引入复杂追踪算法,根据实时分离度自动调整步长,并根据分离... 以固定梯度的复杂追踪算法进行目标函数寻优时,收敛速度慢,易陷入局部极值,且存在针对不同的模型需人为选择合适的学习步长等不足,限制了该算法的实用性。为此,将最优步长思想引入复杂追踪算法,根据实时分离度自动调整步长,并根据分离信号的峭度值自适应地选择不同的非线性函数,以提高算法的计算精度,进而增强其实用性。为验证该改进复杂追踪算法识别结构模态参数识别的可行性与优越性,采用该方法分别识别了简支梁的数值模型和三层框架试验模型的模态参数,并与原方法进行识别结果对比,结果表明该改进算法可以较准确地识别结构模态参数。 展开更多

关键词 振动与波 盲源分离 复杂追踪算法 结构模态参数识别 最优步长 环境激励

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基于复杂追踪理论的结构模态参数识别 被引量：2

9

作者 尤传雨 刘文波 常军 《苏州科技学院学报（工程技术版）》 CAS 2016年第2期38-42,50,共6页

复杂追踪(CP)是近期发展起来的一种结合信号统计特性和时序结构的盲源分离新算法,通过找到一个合适的投影方向,使其在该方向投影信号的复杂度最小,从而实现对混合信号的分离。通过CP技术将结构的响应信号分离,得到模态振型和模态响应,... 复杂追踪(CP)是近期发展起来的一种结合信号统计特性和时序结构的盲源分离新算法,通过找到一个合适的投影方向,使其在该方向投影信号的复杂度最小,从而实现对混合信号的分离。通过CP技术将结构的响应信号分离,得到模态振型和模态响应,进而利用单模技术分析得到的结构模态参数。最后,采用一三层框架数值模型对该方法进行验证,结果表明该算法可以准确有效地识别结构的模态参数。 展开更多

关键词 盲源分离 复杂追踪 时间预测 结构模态参数识别

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基于MATLAB的结构模态分析与损伤识别系统软件开发 被引量：1

10

作者 刘伟 高维成 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2015年第17期2039-2045,共7页

为采集反应结构服役状况的相关数据,发现结构的损伤并评估其安全性,本文研究了空间网格结构健康监测系统的设计和具体实现方法,阐述了空间网格结构健康监测系统的基本组成和监测内容,将健康监测系统开发的重点放在数据处理、模态分析和... 为采集反应结构服役状况的相关数据,发现结构的损伤并评估其安全性,本文研究了空间网格结构健康监测系统的设计和具体实现方法,阐述了空间网格结构健康监测系统的基本组成和监测内容,将健康监测系统开发的重点放在数据处理、模态分析和损伤识别等模块上,成功地开发了一套基于MATLAB的结构模态分析与损伤识别系统(Structural Modal Analysis and Damage Identification System-SMADIS 1.0)。软件主要功能包括:环境振动实测数据的预处理、时频域数据分析、模态参数识别、结果后处理及振型动画显示、模型缩聚和实测振型扩充、有限元模型修正、有限元数据提取、损伤定位及评估等。结果表明:整个软件系统采用模块化的程序设计理念,具有功能全面、界面友好、灵活实用和可继承性等特点,值得在结构健康监测领域进行推广。 展开更多

关键词 振动与波 结构健康监测系统 模态参数识别 损伤识别 振型动画显示

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量子粒子群算法在结构模态参数识别中的应用 被引量：1

11

作者 常军 刘大山 《苏州科技学院学报（工程技术版）》 CAS 2014年第2期20-24,共5页

量子粒子群算法作为粒子群算法的改进,具有参数少、好编程、易收敛等优势而备受关注。通过将由结构输入、输出数据计算而得的实测频响函数与包含所需识别的结构模态参数的理论频响函数之差最小化作为优化目标,经过对理论频响函数中的结... 量子粒子群算法作为粒子群算法的改进,具有参数少、好编程、易收敛等优势而备受关注。通过将由结构输入、输出数据计算而得的实测频响函数与包含所需识别的结构模态参数的理论频响函数之差最小化作为优化目标,经过对理论频响函数中的结构模态参数搜索取值而使目标函数最小,此过程将结构模态参数识别问题转化为优化问题。采用量子粒子群算法进行优化而得到结构模态参数。为验证该方法的有效性,对一数值模拟的三层混凝土框架结构进行分析,结果表明,量子粒子群可以有效地识别结构模态参数。 展开更多

关键词 量子粒子群优化算法 粒子群优化算法 优化算法 频响函数 结构模态参数识别

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基于帝国主义竞争算法的结构模态参数识别

12

作者 邵永亮 胡皞 常军 《苏州科技学院学报（工程技术版）》 CAS 2016年第1期20-26,共7页

结构模态参数(包括频率、振型和阻尼)识别,是结构健康监测与结构状态评估的核心内容。帝国主义竞争算法(ICA)作为一种新颖的智能算法,已成功应用于许多复杂的优化问题中。ICA识别结构模态参数的实质是通过最小化包括所要识别的模态参数... 结构模态参数(包括频率、振型和阻尼)识别,是结构健康监测与结构状态评估的核心内容。帝国主义竞争算法(ICA)作为一种新颖的智能算法,已成功应用于许多复杂的优化问题中。ICA识别结构模态参数的实质是通过最小化包括所要识别的模态参数的结构输出理论公式和结构现场输出之差,将结构模态参数识别问题转化成优化问题。最后采用一个三层框架和一个简支梁数值模型对该方法进行验证。结果表明,帝国主义竞争算法可以有效识别结构模态参数,且识别精度较高。 展开更多

关键词 帝国主义竞争算法 结构模态参数识别 环境激励

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随机多输入试验模态分析方法

13

作者 刘瑞岩 季南 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第1期40-45,共6页

本文提出了多输入随机振动试验模态分析的两个新方法;组合频率响应函数法(CFRF)和多重频率响应函数法(MFRF)。通过某一导弹的模态试验在微型机上实现了全部的分析计算,获得了满意的结果和有益的结论。

关键词 随机 振动 试验 模态 分析

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基于ITD法的结构模态参数识别 被引量：7

14

作者 狄生奎 张得强 李健 《土木工程与管理学报》 2012年第4期15-19,共5页

本文运用ITD(Ibrahim Time Domain)法来识别振动台模型试验的模态参数。在基于结构动力响应的分析中识别结构的模态参数是结构健康监测和损伤识别等研究及工程实践的重要内容,也是前提和难点。本文首先运用随机减量法对振动台激励下的... 本文运用ITD(Ibrahim Time Domain)法来识别振动台模型试验的模态参数。在基于结构动力响应的分析中识别结构的模态参数是结构健康监测和损伤识别等研究及工程实践的重要内容,也是前提和难点。本文首先运用随机减量法对振动台激励下的结构振动响应数据进行预处理,然后用ITD法识别出结构的频率、阻尼比和振型系数。利用本方法对同济大学土木工程防灾国家重点实验室12层钢筋混凝土框架模型振动台试验数据进行了分析,并将识别结果与有限元分析软件的数值模拟进行了对比。结果发现:模型试验结构的3～6层为结构的薄弱位置,且自振频率在随着加速度不断增加的地震波输入下呈阶梯形下降了两阶,之后呈现波动状态,结构振型在第27工况之后也和前面有明显的改变。 展开更多

关键词 结构健康检测 模态参数识别 ITD(Ibrahim TIME Domain) 振动台试验

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基于视觉分区的结构振动模态测试方法 被引量：2

15

作者 吕钧澔 校金友 +2 位作者 文立华 杨永超 刘海晴 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期249-256,共8页

为提高单目视觉方法进行模态测试的精度,提出了一种可估计分区视场大小及分区数的分区模态测试方法。考虑到低分辨率图像和运动模糊对振动测量精度的影响,建立了测量视场参数与测量精度的关系,通过求解最优的测量视场参数,估计出分区视... 为提高单目视觉方法进行模态测试的精度,提出了一种可估计分区视场大小及分区数的分区模态测试方法。考虑到低分辨率图像和运动模糊对振动测量精度的影响,建立了测量视场参数与测量精度的关系,通过求解最优的测量视场参数,估计出分区视场大小及分区数量;将整体结构的全局视场进行分区,展开振动模态测试,通过合并分区视场的频响函数获得整体结构的频响函数,采用PolyMAX方法辨识得到结构的模态参数;通过悬臂梁的模态实验,验证了该文所提基于视觉分区的模态测试方法的有效性。结果表明:该文的方法可有效提高振动响应的测量信噪比和模态参数的辨识精度。 展开更多

关键词 结构动力学 视觉方法 视觉分区 振动测试 模态参数辨识

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环境激励下结构模态参数识别的量子粒子群算法

16

作者 常军 刘大山 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2014年第4期508-512,共5页

环境激励下的结构模态参数可以通过不同点输出信号的互功率谱识别出来.将包含结构模态参数的互功率谱理论公式与不同点输出信号计算得到的互功率谱之差作为目标函数,通过搜索模态参数的取值而使目标函数最小,从而将优化问题转化为模态... 环境激励下的结构模态参数可以通过不同点输出信号的互功率谱识别出来.将包含结构模态参数的互功率谱理论公式与不同点输出信号计算得到的互功率谱之差作为目标函数,通过搜索模态参数的取值而使目标函数最小,从而将优化问题转化为模态参数识别问题.量子粒子群算法是一种基于群体智能理论的优化算法.论文将量子粒子群算法应用到上述优化问题中识别环境激励下的结构模态参数.最后采用数值模拟的简支梁对该方法进行有效性验证.结果表明,量子粒子群可以有效地识别环境激励下的结构模态参数. 展开更多

关键词 量子粒子群优化算法 环境激励 互功率谱 结构模态参数识别

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基于随机子空间法的结构模态参数自动识别方法 被引量：4

17

作者 李爱群 张超 +2 位作者 邓扬 钟国强 柳尚 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期53-60,共8页

为解决随机子空间法在稳定点自动分析方面存在的抗噪能力不足问题,提出了一种新的自动化识别方法.首先,采用协方差驱动的随机子空间法,按照新的定义方式输出稳定点.其次,采用改进的OPTICS算法对稳定点进行清洗、聚类.然后,采用基于频率... 为解决随机子空间法在稳定点自动分析方面存在的抗噪能力不足问题,提出了一种新的自动化识别方法.首先,采用协方差驱动的随机子空间法,按照新的定义方式输出稳定点.其次,采用改进的OPTICS算法对稳定点进行清洗、聚类.然后,采用基于频率中值的自适应合并方法,对未完全合并的簇进行有效聚合,并以簇中值作为模态参数的代表值,实现完全无人工干预的自动化模态识别.最后,以Lysefjord悬索桥模型为例进行模态识别,验证该方法的可行性.结果表明:所提方法在实现自动化的同时,具有较高的精度,频率值最大误差仅为1.926%,且在各程度噪声干扰下都能以较高的成功率自动、准确地识别模态参数,相比于对照方法,其鲁棒性优势明显. 展开更多

关键词 结构健康监测 自动化模态参数识别 OPTICS算法 随机子空间法 稳定图

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