平稳地震动过程的正交展开-随机函数模型

在随机过程正交展开的基础上,建议了一类随机过程的正交展开-随机函数模型.将随机过程展开为标准正交基函数与标准正交随机变量的线性组合形式.利用随机函数的思想,将展开式中的标准正交随机变量表达为基本随机变量的函数形式,通过3种常用正交函数形式的构造,实现了用一个基本随机变量表达原随机过程的目的.与已有的正交展开方法相比,本文方法所需基本随机变量的数量最少,且能获取精确的二阶统计量信息.结合平稳地震动加速度过程的功率谱密度函数,进行了平稳地震动过程的正交展开-随机函数模型实例分析,验证了本文方法的有效性和优越性.     

基于标准正交基的随机过程展开法

建议了一类基于标准正交基的随机过程展开方法．提出此方法的主要目的，在于希望能用少量的独立随机变量来反映随机过程的主要概率特性，以便为工程结构的随机动力响应及可靠度分析奠定基础．该方法是在随机过程相关特性或频谱特性的基础上，预先指定标准正交基的形式，通过随机向量的相关分解对展开系数实施正交化，它在形式上等价于Karhunen-Loeve分解法．研究表明，随机过程正交展开所需独立随机变量的数量，主要取决于随机过程的频谱特性与持续时间，同时与标准正交基的选取也有一定的关系．     

Karhunen-Loeve展开基函数的小波分解算法

Karhunen-Loeve展开被广泛应用于信号处理,图像分析中的特征提取,动力系统中的模型简化等.文中提出了用小波方法快速估计Karhunen-Loeve展开式中基函数.通过把核函数投影到小波空间把积分问题离散化.应用正交小波变换,积分问题就被转化为矩阵特征分解问题.若核函数还是局部p阶光滑的,所得矩阵的维数可进一步降低,而精度却没有大的损失.实验结果表明所提出的算法是快速有效的.     

利用正交Hilbert谱模拟非平稳随机地震动

基于样本记录正交HHT变换的Hilbert谱提出了非平稳随机地震动过程的模拟方法。 利用正交EMD法对IMF分量进行处理,克服了传统EMD分解存在能量泄漏的缺点,使正交HHT法可以精确分析非平稳信号的时频特性。在此基础上,把样本的Hilbert谱均值作为地震动随机过程的目标Hilbert谱,引入随机相位角来进行非平稳随机地震动过程的仿真,并且给出了随机过程的统计特性函数。通过对2个地震动记录的模拟,验证了模拟的地震动样本,能完全反映原记录强度和频率的非平稳特性,在时频分布上和原记录非常接近,具有相同的统计特征,并且模拟样本之间也具有良好的离散性。     

几种常见信号波形的逆变换计算(Ⅱ)奇偶对称三角波与锯齿波和整流余弦波的逆变换

应用Mobius变换．对5种常用数字信号的傅里叶级数进行逆变换运算,得到正、余弦函数．以及一般周期信号对信号的展开．求得在这些非正交信号基函数上的展开系数,以及与展开基函数族相正交的非正交函数族．     

几种常见信号波形的逆变换计算(Ⅰ)矩形脉冲与奇偶对称方波的逆变换

应用Mobius变换对3种常用数字信号的付立叶级数进行逆变换运算,得到正、余弦函数及一般周期信号的数字信号展开．求得在非正交数字信号基函数上的展开系数,以及与展开基函数族相正交的非正交函数族。     

非平稳地震动场的随机函数模拟

为了精细化模拟随机地震动场,建议了一类2D-1V随机地震动场模拟的随机函数方法.该方法在2D-1V时空随机场的原始谱表示基础上,通过将原始谱表示中的正交随机变量均定义为基本随机变量的正交函数形式,实现了仅用两个基本随机变量即可精细地模拟随机地震动场的目的.同时,通过引入快速傅里叶变换技术,极大地提高了本文方法的模拟效率.通过一个时频非平稳随机地震动场的算例分析,表明了本文方法在模拟效率上与传统谱表示方法大致相当,但本文方法的模拟精度更高.此外,由于本文方法仅需2个基本随机变量来表达随机地震动场,从而可利用数论方法生成具有完备概率的代表性样本集,这将为应用概率密度演化理论进行复杂结构的随机地震反应和抗震可靠度分析奠定坚实的基础.     

基于权函数正交基展开的过程神经元网络学习算法

针对过程神经元输入和网络连接权均可以是过程或时变函数，为解决过程神经元网络训练涉及的时域聚合运算问题，提出了基于权函数基展开的过程神经元网络学习算法。在网络输入函数空间中引入权函数正交基，将输入函数和网络连接权函数表示为该组正交基的有限项展开形式，利用函数基的正交性，可简化过程神经元在时间聚合运算中的复杂性，提高网络学习效率.     

考虑行波效应的刚构桥地震反应与可靠度分析

为了对大型连续刚构桥进行精细化抗震设计与可靠度研究,在平稳地震动随机过程的功率谱密度函数基础上,应用了一类新的非平稳地震动随机过程的演变功率谱模型。结合《建筑抗震设计规范》,确立了演变功率谱模型的参数取值。同时,应用谱表示-随机函数方法模拟非平稳地震动随机过程,生成非平稳地震动随机过程的代表性时程样本。通过比较代表性时程样本的统计值与目标值的误差,验证了广义演变功率谱密度函数模型的优越性和合理性。最后,以重庆石板坡长江大桥为例建立有限元模型,进行了基于行波效应下的地震反应分析,并结合概率密度演化方法,给出了墩顶的抗震可靠度以及地震动反应概率信息。     

实值离散多窗Gabor变换窗函数求解快速算法

针对多窗实值离散Gabor变换(real-valued discrete Gabor transform,简称RDGT),综合窗簇与分析窗簇之间双正交性关系的窗函数计算复杂性高的问题,提出一种快速窗函数求解算法.该方法利用快速离散Hartley变换(discrete Hartley transform,简称DHT)及Hartley函数的正交性简化了窗函数的双正交条件关系式,从而降低窗函数计算复杂度.实验结果表明了该快速算法的高效性.