基于Morlet小波变换的模态参数识别的研究.pdf

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:逊·厶、问岛研究生签名:血:塑曼导师东南大学学位论文独创性声明日期:塑垒:竺:东南大学学位论文使用授权声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名:东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布以电子信息形式刊登畚牡娜ú磕谌莼蛑小⒂⑽恼R5炔糠帜谌荨B畚牡墓ú包括以电子信息形式刊登谌ǘ洗笱а芯可喊炖怼
捅要集程度,发现结构中存在稀疏模态、低频密集模态和高频密集模态:最后,将冰模型的密集小波变换具有良好的时频局部化特性,可使多自由度系统的模态自动解耦,因而被广泛应用于结构模态参数识别领域。通过连续小波变换梢越ǘ嘧杂啥认低车淖杂上煊Ψ纸馕8鞲单自由度系统的自由响应,从每个单自由度对应的小波系数中可获得各阶模态的频率和阻尼比。这种方法已经应用于环境激励下建筑、桥梁等的模态参数识别中,具有较好的识别精度。在密集模态参数识别中,小波中心频率和带宽的选择对识别精度有着十分重要的影响。同时,在应用小波变换方法识别结构模态参数时,密集模态的定义有待明确,阻尼比对模态混叠程度的影响有待深入研究;在存在噪声干扰的情况下,使用小波变换方法进行模态识别的精度有待提高。本文以基于变换的模态识别方法为研究对象,从数学推导的角度,对其识别模态参数的原理和结构的模态混叠产生的机理进行研究,并针对该方法识别密集模态参数时所存在的问题,改进了小波变换识别模态参数的方法,主要工作和成果如下:疚氖紫然毓肆四L问侗鸬姆⒄梗樯芰似浞椒ǖ姆掷嗉安煌L问侗鸱椒ǖ挠诺恪缺点以及其适用性,同时阐述了小波变换方法在模态参数识别中的应用以及发展。孕〔ū浠焕砺奂捌浞椒ń辛朔治鲅芯俊J紫龋隽诵〔;其次,介绍工程中常用小波函数,并且解释选用小波函数进行系统的模态参数识别的原因;再其次,对小波进行系统模态的参数识别的基本原理进行深入了解,并且以调制信号作为参考,介绍其基本步骤;最后,在此基础之上,分别使用单自由度系统的自由衰减振动调制信号和多自由度系统的自由衰减振动的调制信号,利用小波变换的模态识别方法对系统进行模态参数识别,验证了小波变换方法识别系统模态参数的有效性和准确性。攵悦芗L侗鹁ǘ炔桓叩奈侍猓岢隽嘶贛〔ū浠唤薪峁鼓L问侗鸬母进方法。首先,从公式推导的角度对结构模态混叠的机理进行研究分析,明确了密集模态的定义,提出了结构模态密集度指标一相邻模态的频率比,以此判定应用小波变换进行模态识别的有效性。其次,针对边端效应和噪声污染的不利影响,改进了小波变换识别结构模态参数的方法,并提出了基于最小标准差的最优小波中心频率的选取方法。理论研究表明,相邻模态的频率比值一定时,随着阻尼比以及相邻模态的阻尼比差值的增加,模态混叠的严重程度也增加。数值仿真算例结果表明,该模态识别的改进方法可有效地识别结构的模态参数,且能够获得较高的参数识别精度。ǜ慕幕贛〔ū浠坏哪L问侗鸱椒ǚ直鹩τ糜谀承髑攀匝槟P秃匝槟P偷哪L问侗鹬校⒍愿慕椒ǖ目煽啃院妥既沸约右匝橹ぁ5谝徊糠侄阅承索桥试验模型进行动态测试,对模态参数所对应的不同识别方法的适用性进行对比研究;通过对悬索桥模型进行频率和阻尼比的识别分析,验证了改进方法具有使用的方便性和参数识别的准确性。第二部分将提出的小波变换识别的改进方法应用到P偷哪L问侗鹬校菏紫龋使用小波累积能量谱妥怨β势追ㄏ嘟岷系姆椒ǎ侗養结构的模态频率;其次,利用第三章提出的结构模态密集度指标一相邻模态的频率比对结构相邻模态进行判断相邻模态的密模态分为镀得芗L偷推得芗L街掷嘈徒薪徊讲问侗穑唤峁砻骰贛〔ū换的结构密集模态参数识别方法在实际结构的参数识别中具有很好的精度和可靠性。
关键词:小波变换;小波;密集模态;参数识别;悬索桥模型:P
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目录.〔ū浠挥隖輊浠坏谋冉稀摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯模态参数识别方法的发展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯