基于替代信号法的桥梁动力响应信号非线性、非平稳检验

作     者：肖俊杰 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：单德山

授予年度：2022年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：非线性检验 非平稳检验 递归图 延迟向量方差 替代信号法 

摘      要：现有桥梁动力响应信号的分析方法大多基于线性、平稳信号假设,分析前有必要进行信号的非线性、非平稳检验。替代信号技术是目前主流的非线性、非平稳检验方法,但鲜有在桥梁健康监测领域的研究与应用。以替代信号法为基础,结合基于动力系统理论的信号非线性、非平稳特征提取方法递归图和延迟向量方差,对桥梁动力响应信号的非线性、非平稳性进行检验。主要研究内容如下:1、介绍了动力系统的基础理论,由此引出信号非线性、非平稳性的定义;详细阐述了动态模态分解的原理,探究了采用动态模态分解对桥梁信号降噪的可行性;详细阐述了非线性分析方法延迟向量方差的原理和应用,构建了桥梁动力响应信号非线性、非平稳检验的完整框架;2、对传统替代信号的生成方法进行了实现,对比了各自的优劣性,分析、总结了共同存在的问题,针对问题在现有替代信号的基础上进行了改进,以数值模拟信号为对象验证了改进替代信号的应用效果;3、以某斜拉桥和某大跨悬索桥实测加速度响应信号为背景,采用变分模态分解与重构技术对信号进行降噪处理,对降噪后的信号分别生成改进的线性替代信号与平稳替代信号,采用递归图进行非线性、非平稳性分析,采用延迟向量方差进行非线性分析,对比了递归图和延迟向量方差两种非线性分析方法的优缺点。