基于EMD的結(jié)構(gòu)時變模態(tài)參數(shù)識別研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別方法在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、損傷識別、模型修正和結(jié)構(gòu)振動控制等方面扮演重要角色。對結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別方法的研究目前主要集中在線性時不變系統(tǒng)，已形成成熟的理論和方法，并且廣泛應(yīng)用于工程實踐。對線性時變系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)識別方法的研究仍然處在起步階段，有很多問題需要進(jìn)一步深入研究。本文基于經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸夥ǎ‥mpirical Modal Decomposition簡稱EMD）和Hilbert變換通過數(shù)值模擬和試驗數(shù)據(jù)分析研究了結(jié)構(gòu)時變模態(tài)參數(shù)

2、識別方法，主要工作如下： 首先，介紹了EMD的理論和實現(xiàn)，總結(jié)了對EMD分解、端點效應(yīng)問題的改進(jìn)方法及最新進(jìn)展。通過仿真分析對比了Hilbert譜、短時傅里葉譜和小波譜分析非平穩(wěn)信號的特點，發(fā)現(xiàn)Hilbert譜更有利于表征非平穩(wěn)信號的時頻特性。 其次，介紹了基于EMD+HT的線性時不變系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)識別算法。并通過兩個振動臺實驗數(shù)據(jù)分析比較了EMD+HT方法與隨機子空間法（Stochastic Subspace Itera

3、tion簡稱SSI）、頻域分解法（Frequency Domain Decompostion簡稱FDD）的識別效果。結(jié)果顯示，EMD+HT模態(tài)參數(shù)識別方法更有利于識別結(jié)構(gòu)在隨機激勵下的模態(tài)參數(shù)。 而后，對于線性時變結(jié)構(gòu)引入瞬時頻率和瞬時阻尼比的定義，并給出其識別方法。通過單自由度和兩個自由度在不同激勵類型下的數(shù)值仿真，比較了基于EMD的系統(tǒng)瞬時模態(tài)參數(shù)的識別值與理論值，說明了方法的有效性。 通過短肢剪力墻振動臺實驗數(shù)據(jù)分