桥梁结构变形中温度效应提取的一种新方法

针对桥梁结构变形信号中含有周期信号分量成分,提出了一种基于奇异值分解从桥梁结构变形信号中提取温度效应信号的新方法.首先将桥梁结构变形信号通过FIR低通滤波器,滤除活载效应等高频信号,得到一组低频信号,对其施加奇异值分解并剔除接近于零的奇异值,实现在结构变形中温度效应提取.实例分析结果显示:提取的温度变形值与源信号相关系数达到0.99,实现温度变形的精确分离,为从桥梁挠度监测信号中进行结构损伤识别提供了依据.     

飞机结构强度试验异常声源信号提取方法研究*

针对飞机结构强度试验环境复杂的特点,进行了飞机结构异常声源信号提取方法研究。采用经验模态分解方法进行声源降噪处理,通过Teager能量算子加短时过零率的双参数双门限法,进行带噪信号的端点检测,形成了一套飞机结构强度试验异常声源信号提取方法。通过提取复材板断裂和铆钉断裂等飞机真实结构的异常声源信号,对该方法进行了验证。结果表明,该方法能够在含背景噪声的信号中准确提取飞机结构异常声源信号,适用于飞机结构强度试验复杂环境中的异常声源信号提取。同时,为实现飞机结构异常声源快速定位和声源特征辨识奠定了技术基础。     

基于系统抽样技术的随机减量法

将系统抽样方法应用于随机减量法中随机振动信号的提取,对当测量得到的结构响应信号数量很大时如何能较准确地识别结构系统的周期和阻尼比问题进行了研究,给出了结构系统周期和阻尼比估计量的表达式．数值算例结果表明,当结构系统响应信号长度很大时,该方法可较好地解决信号长度与识别精度的矛盾．     

弱振动波信号的检测

在勘测地质结构工程中，利用人工激振源产生的地震信号了解地质结构，由于采集的信号很微弱、信噪比很低，本文介绍利用信号存储及叠加技术，采用逐次增强信号并提高信号的信噪比的方法，从而提取包含地质结构信息的信号。     

基于FULMS算法的压电机敏柔性结构振动主动控制

面向航空航天器挠性结构振动主动控制研究背景,针对FXLMS控制算法无法直接从振动结构提取参考信号的缺陷,以经过传感器作动器优化配置的压电机敏柔性梁为模型结构,研究了一种基于多通道FULMS算法的结构振动主动控制器.针对参考信号取自激振信号和直接取自振动结构两种情况,对FXLMS控制算法及FULMS控制算法进行了仿真分析与验证;结果表明FXLMS算法高度依赖参考信号选取,FULMS算法相对FXLMS算法具有更好的收敛性,且能够实现参考信号直接提取策略.在此基础上构建了测控系统和实验平台,进行基于多通道FULMS控制算法的压电柔性结构振动主动控制实验,验证了参考信号从振动结构中直接提取策略的可行性与多通道FULMS控制算法的有效性.     

一种三维信号映射单载波频域均衡结构及性能

为了降低传统采用循环前缀的单载波频域均衡系统的误符号率,文中提出了一种采用三维信号映射的单载波频域均衡结构.该结构使用三维信号映射替代传统的二维信号映射,然后把三维信号转换为传统的二维信号,由于只改变了符号映射部分,因此很容易替换原始单载波频域均衡结构.仿真结果表明,该结构在加性高斯白噪声及多径信道下都有着比传统二维信号映射的单载波频域均衡系统更低的误符号性能,非常适合要求低功率发射的系统.     

小波奇异性在钢结构损伤检测中的应用

根据小波奇异性检测理论,以应变能的损伤信号为结构损伤指标,分别以悬臂梁结构、平面桁架结构和空间网架结构为例进行数值模拟,将原始损伤信号和经过小波变换后的损伤信号进行对比,结果证明采用该方法不但对单一损伤而且对多损伤均能有效地识别出结构的损伤位置,表明了该方法的可靠性和实用性。     

基于小波及Hilbert-Huang变换提取壁湍流相干结构

为了研究壁湍流中的相干结构,在直流抽吸式低（变）湍流度风洞的实验段中,应用恒温热线风速仪IFA-300精确测量平板湍流边界层不同法向位置的流向速度信号.分析壁湍流脉动速度的概率密度分布,并与高斯分布比较,验证了壁湍流中相干结构引起的猝发现象的统计规律.提出了一种利用小波变换和Hilbert-Huang（HHT）变换相结合来提取相干结构的方法.对壁湍流脉动速度进行HHT变换,通过变换后各模态的能量分析,分离出主要含能模态对应的相干结构.利用小波重构法继续提取未分离的小尺度相干结构.对剩余湍流信号进行概率统计,并比较提取的全部相干结构与原始湍流信号的波形和HHT边际谱,验证了湍流信号既包含非随机的相干结构信号也包含随机的非相干信号.     

基于SVD与改进EMD联合的泄流结构工作特性信息提取

针对泄流结构振动信号非平稳性和特征信息被强噪声淹没的实际问题,提出基于奇异值分解(SVD)和改进经验模态分解(EMD)联合的特征信息提取方法.首先,对一维泄流振动信号时程进行相空间重构,运用SVD分解技术提取振动信号的奇异值信息,并通过奇异熵增量定阶理论滤除泄流振动信号中的高频噪声,实现信号的初次滤波;其次,对初次滤波信号进行正交化EMD分解,运用频谱分析方法筛选包含主要结构振动信息的各IMF,滤除低频水流噪声,实现信号的二次滤波;最后,将包含结构振动信息的IMF分量重构,得到泄流结构的工作振动特征信息.通过数值信号仿真验证本文方法的正确性,可有效滤除高频和低频噪声,凸显结构振动特征信息.结合三峡5号坝段泄流振动实测数据,运用本文方法进行坝体特征信息提取,并与ERA辨识结果进行比较,进一步说明本方法在泄流结构振动信息分析中的优越性,可为泄流结构在线监测和安全运行提供依据.     

基于相关函数的振动结构工作模态参数识别方法

把工作模态参数识别方法中的NEXT法发展为直接利用振动结构的加速度响应信号即可进行结构参数辨识的方法，理论上推导了振动结构相对于速度、加速度信号的脉冲响应函数，以及振动结构加速度响应信号间的相关函数，证明振动结构加速度响应信号间的相关函数与加速度信号的脉冲响应函数具有相同形式的表达式．另外以无约束等截面梁为例，利用梁振动的加速度响应信号间的相关函数作为梁的加速度信号的脉冲响应函数，采用特征系统实现法进行梁的工作模态参数识别，其结果与梁的理论参数值及频域法和利用脉动响应函数的特征系统实现法的识别结果进行了比较，结果表明工作模态识别方法在识别振动结构固有频率方面具有较高的精度．     

基于ABAQUS和小波包能量谱的钢桁架损伤预警

用大型结构有限元分析软件ABAQUS建立了钢桁架完好模型和损伤模型,并模拟结构受到瞬态激励的振动测试实验,得到了结构动力响应信号。利用小波包变换对完好结构信号和损伤结构信号分别进行了多尺度分解得到小波包能量谱,并在此基础上计算结构损伤预警指标。结果表明,小波包能量谱对结构损伤具有很好的损伤敏感性,验证了该方法的有效性且具有良好的工程实际应用价值。     

基于匹配追踪算法的信号复杂度在心音分段定位中的应用

分析心音信号的关键是如何有效地提取心音信号的有效成分(第一心音S1、第二心音S2)。文中结合心音信号的自身特点,把心音信号看成含有冲击成分的冲击信号,将匹配追踪算法引入到心音信号分析中,基于该算法提出利用相关结构复杂度对心音信号进行特征参数的提取方法。首先将心音分段,然后计算每段信号的分解次数,将分解次数定义为信号的相关结构复杂度。根据复杂度曲线可以有效地定位出S1、S2,还可以提取心音信号的一些典型特征参数。     

基于离散小波变换的时变结构物理参数识别

利用离散小波变换将时变结构的时变参数在多尺度上展开为概貌信号和细节信号,忽略高频细节信号,仅由低频概貌信号估计时变参数,将时变结构识别问题转化为时不变结构识别问题。基于时变结构的输入和输出信号用最小二乘法识别低频尺度展开系数,从而重构得到原始时变参数。对于噪音引起的方程不适定性问题,采用Tikhonov正则化方法减小其影响。通过1个具有时变刚度和阻尼的2层框架结构的数值模拟验证该方法的有效性。识别结果表明:该方法可以有效识别结构时变刚度,时变阻尼识别结果对噪音较敏感。     

基于HVD和RDT的工作模态识别

应用希尔伯特振动分解(HVD)和随机减量技术(RDT)建立了环境激励下结构工作模态参数的识别方法。基于环境激励下结构的单点振动响应信号作为分析信号,应用希尔伯特振动分解将分析信号分解为若干个包含结构模态信息的信号,再利用随机减量技术提取自由衰减信号,应用最小二乘复指数法获得各阶模态频率和阻尼比。应用该方法对5自由度剪切模型以及12层混凝土框架地震台模型的顶点地震响应作为分析信号进行了结构工作模态参数的识别,并将识别结果与其他方法识别结果进行对比。结果表明该方法识别模态频率是可靠的;对平稳结构响应信号模态阻尼比的识别有好的精度,而对非平稳响应信号有较满意的精度。     

子波方法提取Rayleigh-Bnard对流温度信号的相干结构

采用子波分析方法,对Rayleigh-Benard对流中温度脉动信号进行了分析,根据子波系数方差取极大值的判别准则,确定出了对应于温度信号相干结构的尺度或频率,然后采用给出的确定尺度下的连续子波反应换公式,不需要加入任何门限,提出了温度信号相干结构所对应的波形,为证明该方法的有效性,还对一个给定的“余弦相干信号＋随机噪声信号”,进行了提取余弦相干信号的数值实验,结果表明,该方法能够较准确地提取出代表相干结构的余弦信号。     

小波分析与神经网络在结构损伤监测中的应用

采用小波分析对获得的结构动力响应进行小波分解,根据各种响应信号对损伤的灵敏度选择损伤特征,从而识别结构出现损伤的时刻,以实现对其监控;分别对结构第一层位移响应信号和加速度响应信号做小波包分解得到各频段能量的特征向量,并分别作为特征参数输入到BP神经网络中实现损伤识别;比较了位移响应信号和加速度响应信号对损伤识别的灵敏性．模拟算例表明,小波分析和BP神经网络联合运用能准确地诊断结构损伤时刻、损伤位置和程度,具有一定的可行性．     

子波方法提取Rayleigh-Bnard对流温度信号的相干结构

采用子波分析方法 ,对 Rayleigh- Bénard对流中温度脉动信号进行了分析 ,根据子波系数方差取极大值的判别准则 ,确定出了对应于温度信号相干结构的尺度或频率 ,然后采用给出的确定尺度下的连续子波反变换公式 ,不需要加入任何门限 ,提出了温度信号相干结构所对应的波形。为证明该方法的有效性 ,还对一个给定的“余弦相干信号 +随机噪声信号”,进行了提取余弦相干信号的数值实验 ,结果表明 ,该方法能够较准确地提取出代表相干结构的余弦信号。     

宽带随机激励下结构损伤的小波监测

小波变换已被用于监测结构发生损伤时所引起的响应信号奇异性,但是,当结构受宽带随机激励时,结构响应信号的奇异性也会由激励所引起．研究了分离激励和结构损伤两方面引起的响应信号奇异性的小波变换方法,并将该方法应用于美国土木工程师学会（ASCE）结构健康监测基准的有限元模型分析中．仿真结果表明,该方法是有效的．     

基于声波的结构健康诊断方法研究

基于振动的损伤诊断方法,先后有动力参数诊断法、模型修正与系统识别法、神经网络法、小波分析和Hilbert变换法、遗传算法、布里渊散射光时域反射测量技术(BOTDR)以及对称信号法,但这些诊断方法都有一个共同的缺点,即所测结构模态参数对结构损伤程度的不敏感性.提出了基于声波的结构健康诊断方法,通过对磁盘边缘进行敲击,获得了损伤磁盘和无损伤磁盘的声音信号,对相应的声音信号进行处理,得到了其时程曲线和FFT谱;然后将损伤磁盘和无损伤磁盘的声音信号进行对比,发现损伤磁盘的信号与无损伤磁盘的信号有明显区别,以此可以判定结构损伤与否.     

基于波包分解的主动Lamb波结构损伤监测方法

主动Lamb波结构健康监测研究中,监测信号的质量易受到环境参数变化以及人为操作误差的影响。在分析Lamb波传播特性以及主动Lamb波结构损伤监测技术原理基础上,研究采用波包分解方法获取Lamb波损伤散射信号。通过相关运算,从损伤结构响应信号中分离出健康响应信号部分,实现损伤散射信号的获取。给出了方法的基本原理和实现过程。结合时间反转损伤成像监测方法,在真实环氧玻璃纤维复合材料板结构上进行了实验验证,并与传统损伤散射信号获取方法进行了对比。实验结果表明,该方法能够较好的消除环境参数变化等误差对监测信号带来的影响,具有较好的实用性。