基于希爾伯特--黃變換的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別研究.pdf

1、模態(tài)參數(shù)識別對土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、損傷評估等的理論研究及工程應(yīng)用具有重要意義。近年來，基于結(jié)構(gòu)振動信號的時頻分析方法得到了廣泛研究和應(yīng)用。希爾伯特—黃變換(Hilbert Huang Transform，簡稱HHT)是一種優(yōu)于傳統(tǒng)方法的信號處理新技術(shù)，具有完全自適應(yīng)性，不受Heisenberg測不準原理制約等優(yōu)點，能處理非線性、非平穩(wěn)數(shù)據(jù)。HHT已廣泛應(yīng)用于很多學科領(lǐng)域，包括結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別，并且取得了良好的效果。基于上述考慮，本文主

2、要進行了如下幾方面的研究工作:
　　1.通過數(shù)值仿真算例，對HHT方法的信號處理特性進行了研究。采用HHT方法對諧波疊加信號、經(jīng)典的線性調(diào)頻（Chirp）信號、自由衰減信號等進行了計算和分析，指出HHT方法能有效處理非線性、非平穩(wěn)數(shù)據(jù)，但模態(tài)混疊和端點效應(yīng)問題還有待于進一步研究。
　　2.對基于HHT變換的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別理論進行了深入研究，提出了基于峰頻帶通信號HHT的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別方法，并在MATLAB平臺上編制了相應(yīng)

3、的計算分析程序。首先利用傅里葉變換得到信號的自功率譜，以確定結(jié)構(gòu)固有頻率的大致分布區(qū)間;然后采用帶通濾波器對信號進行濾波處理，得到包含各峰值頻率在內(nèi)的帶通響應(yīng)信號;最后對帶通信號進行HHT以識別結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)。研究表明，該方法有效的解決了EMD分解過程中的模態(tài)混疊問題。同時，本文采用去端點的辦法，剔除了端點效應(yīng)對結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別的影響。
　　3.對一鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)模型進行了試驗?zāi)B(tài)分析。根據(jù)試驗室條件下采集的脈沖激勵響應(yīng)信號，運