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利用局部线性嵌入的模态识别

西安交通大学学报 2013年第1期47卷 85-89,100页

作者：白俊卿闫桂荣王成西安交通大学航天航空学院西安710049 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

提出了一种新的利用局部线性嵌入的模态识别方法。该方法以流形学习为理论基础,从提取结构的几何或固有特征出发,以系统结构的响应数据为分析对象,可识别出结构的模态参数。该方法的基本思想是,将结构的响应看作一个高维数据集,将系统... 详细信息

提出了一种新的利用局部线性嵌入的模态识别方法。该方法以流形学习为理论基础,从提取结构的几何或固有特征出发,以系统结构的响应数据为分析对象,可识别出结构的模态参数。该方法的基本思想是,将结构的响应看作一个高维数据集,将系统的模态看作高维数据集的本质结构与固有特征,然后通过求解数据的低维嵌入进行模态参数识别。圆柱壳仿真结果表明:提出的利用局部线性嵌入的模态识别方法能够有效地进行模态参数识别;随着阻尼系数的增加,对于贡献量较大的模态,利用局部线性嵌入的识别效果优于基于主成分分析的识别效果。

关键词：模态识别局部线性嵌入流形学习

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台风激励下海口市某高层建筑模态参数识别

建筑结构学报 2020年第2期41卷 71-82页

作者：胡佳星李正农王澈泉段晓农沈义俊湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室湖南长沙410082 海南大学土木建筑工程学院海南海口570228 华南理工大学土木与交通学院广东广州510641

对2014-2017年期间一栋由4根巨柱支撑、高108 m的32层塔楼在台风影响下的楼顶风场和动力响应进行同步监测,获得台风"威马逊"、"海鸥"、"彩虹"、"莎莉嘉"和"卡努"影响下该楼顶部的风速、风向和不同楼层沿长、短轴向的加速度响应时程,分... 详细信息

对2014-2017年期间一栋由4根巨柱支撑、高108 m的32层塔楼在台风影响下的楼顶风场和动力响应进行同步监测,获得台风"威马逊"、"海鸥"、"彩虹"、"莎莉嘉"和"卡努"影响下该楼顶部的风速、风向和不同楼层沿长、短轴向的加速度响应时程,分析了加速度响应的时域和频域特性,采用ERA-NExT、RDT、有限元法识别了实测高层建筑的模态参数,研究了与加速度幅值相关的模态频率和阻尼比。统计结果表明:强风作用下高层建筑模态频率低于静风状态下的模态频率,当加速度均方根小于10 mm/s^2时,顺、横风向前三阶模态频率随加速度幅值增大而减小,顺风向前三阶模态阻尼比随加速度幅值增大而增大;当加速度均方根大于10 mm/s^2时,顺、横风向前三阶模态频率减小速率逐步减小,顺风向前三阶模态阻尼比未出现明显增大。当峰值加速度达到最大时,沿长、短轴向一阶模态阻尼比约为2. 0%、1. 9%,相比静风状态下前三阶模态频率下降了约11%、12%、10%,并提出了考虑相对加速度幅值(加速度均方根与测点离地高度比值)参数影响的高层建筑基频预测公式,为台风多发区域高层建筑基频的估算提供参考。

关键词：高层建筑台风实测动力响应模态识别基频阻尼比

基于高帧视频分析的桥梁振动与模态非接触识别算法

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东南大学学报（自然科学版） 2020年第3期50卷 433-439页

作者：熊文程瑜东南大学交通学院南京211189

针对传统的桥梁振动测试方法可达性差、效率低的问题,提出了一种基于高帧视频分析的桥梁动力特性非接触识别算法.通过制定相应的连通域算法实现动态定位与跟踪,精准识别安装在结构表面具有特殊几何形状的标志点,获取结构振动时程信息,... 详细信息

针对传统的桥梁振动测试方法可达性差、效率低的问题,提出了一种基于高帧视频分析的桥梁动力特性非接触识别算法.通过制定相应的连通域算法实现动态定位与跟踪,精准识别安装在结构表面具有特殊几何形状的标志点,获取结构振动时程信息,并在多种光照环境下进行实验室简支梁锤击振动试验以及户外斜拉人行桥行人激励振动试验.结果表明:对于简支梁试验,条件良好时所提算法得到的基频与实测值的误差小于0.2%,条件不佳时识别误差仍可小于1.1%;对于人行桥试验,所提算法得到的第1阶自振频率小于1.2%.说明所提算法基频数据识别准确,实施效率高,经济性好且鲁棒性强,可实现恶劣环境下可达性较差桥梁的非接触检测.

关键词：非接触机器视觉高帧视频图像处理桥梁振动模态识别

惟输出小波基结构模态识别方法及其时频解析度研究

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振动与冲击 2010年第8期29卷 198-203页

作者：孙智侯伟同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

基于相关响应估计的连续小波变换分析方法可以从结构环境随机振动响应中识别出结构的模态参数,其中小波时频分析窗的设置对识别的准确性起着至关重要的作用。为此,展开这方面的研究,详细讨论了影响小波时频分析解析度的参数及时频分析... 详细信息

基于相关响应估计的连续小波变换分析方法可以从结构环境随机振动响应中识别出结构的模态参数,其中小波时频分析窗的设置对识别的准确性起着至关重要的作用。为此,展开这方面的研究,详细讨论了影响小波时频分析解析度的参数及时频分析窗的设置方法。对于频域解析度,通过调节母小波函数中心频率来满足对结构模态进行分离的要求。对于时域解析度导致的边界效应问题,通过在相关响应估计过程中对相关响应进行负延拓来解决此问题。采用一单塔双索面斜拉桥数值算例来验证方法的准确性并讨论了参数设置细节。数值算例分析的结果表明通过合理设置小波母函数中心分析频率及相关响应的延拓长度,可以很好地解决时频解析度相关问题,从而准确地从结构随机振动响应信号中识别出结构模态参数。

关键词：模态识别小波变换相关响应时频解析度随机振动

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基于分布式传感网络的结构模态识别方法

土木工程学报 2010年第3期43卷 106-110页

作者：张敏谢慧才 Sung han Sim B F Spencer Jr 汕头大学汕头515063 深圳大学深圳518063 美国伊利诺伊大学香槟分校

结构的模态参数识别是结构健康监测系统的基本任务。随着工程结构的日益大型化和复杂化,振动测试时需要布置大量的传感器。传统的集中采集和处理技术将难以胜任海量数据的处理要求,采用无线智能传感器的结构健康监测系统正是应运而生的... 详细信息

结构的模态参数识别是结构健康监测系统的基本任务。随着工程结构的日益大型化和复杂化,振动测试时需要布置大量的传感器。传统的集中采集和处理技术将难以胜任海量数据的处理要求,采用无线智能传感器的结构健康监测系统正是应运而生的新方向,而分布式采集和处理是其特点。在无线智能传感网络拓扑结构中采用分布式算法求解结构整体振型,利用随机子空间法识别各子结构模态,结合粒子群优化算法调整子振型获取结构整体振型。通过混凝土钢管拱桥模型试验验证了分布式算法的可行性,并利用模态置信度(MAC)对比分析了由分布式模态识别方法和集中式模态识别方法得到的结果,结果表明两种算法吻合较好。

关键词：结构健康监测智能传感器网络模态识别集中式分布式

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基于GMM的多模态过程模态识别与过程监测

控制与决策 2015年第1期30卷 53-58页

作者：谭帅常玉清王福利王姝东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110004 华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室上海200237

多模态复杂过程的多变量、多工序、变量时变性以及模态转换时间不确定等多种原因,导致面向多模态生产过程的监测问题十分复杂.对此,基于高斯混合模型的监测方法,结合定性知识和定量知识,解决了多模态过程监测中离线数据模态划分、稳定... 详细信息

多模态复杂过程的多变量、多工序、变量时变性以及模态转换时间不确定等多种原因,导致面向多模态生产过程的监测问题十分复杂.对此,基于高斯混合模型的监测方法,结合定性知识和定量知识,解决了多模态过程监测中离线数据模态划分、稳定模态和过渡模态的监测模型建立以及在线数据的模态识别等关键问题,最终实现了对多模态过程的监测.

关键词：多模态过程过程监测模态识别连续退火机组

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电磁超声兰姆波在铝板传播中的模态识别

仪器仪表学报 2014年第4期35卷 909-916页

作者：杨理践邹金津邢燕好沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳110870

针对兰姆波多模态特性使其回波信号难以识别的问题,研究了铝板传播中兰姆波模态的产生依据及与激励频率的关系,为电磁超声兰姆波检测仪器研制提供依据。采用分立式电磁超声兰姆波换能器结构,通过数值计算、仿真分析、实验研究互为验证... 详细信息

针对兰姆波多模态特性使其回波信号难以识别的问题,研究了铝板传播中兰姆波模态的产生依据及与激励频率的关系,为电磁超声兰姆波检测仪器研制提供依据。采用分立式电磁超声兰姆波换能器结构,通过数值计算、仿真分析、实验研究互为验证的方法对兰姆波多模态的传播特性和识别进行分析,确立了换能器结构尺寸、检测频厚积点、工件被检范围等参数。结果表明,频厚积点在群速度相等的三交点处时,激励产生的单一模态兰姆波检测铝板最佳。

关键词：电磁超声兰姆波换能器频散曲线模态识别

基于不确定统计的长斜拉桥振型贝叶斯评估方法研究

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铁道建筑技术 2024年

作者：侯利宗中铁十九局集团有限公司

随着国内外大型斜拉桥基础设施的发展,大型桥梁的运营期状态监测与评估逐渐成为与交通安全密切相关的行业热点问题。业界大量相关研究表明,斜拉桥的连续微振动模态特性根据风速变化而迅速转变,而此种环境依赖性有待进一步深入研究。本... 详细信息

随着国内外大型斜拉桥基础设施的发展,大型桥梁的运营期状态监测与评估逐渐成为与交通安全密切相关的行业热点问题。业界大量相关研究表明,斜拉桥的连续微振动模态特性根据风速变化而迅速转变,而此种环境依赖性有待进一步深入研究。本研究通过采用持续微振进行模态分析建立动力系统统计模型,分析频率评估识别频域中的振动模态并对识别结果进行独立验证,最后将结果与时域振动模态识别结果进行对比。通过贝叶斯评估所得变异系数和信噪比结果表明,现有研究所提出的振动模态特性可以进行直接评估,其评估方式具有一定理论价值与工程应用价值。

关键词：斜拉桥模态识别贝叶斯估计环境振动结构健康监测

基于跨模型模态应变能变化的空间结构损伤识别

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同方期刊数据库

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基于跨模型模态应变能变化的空间结构损伤识别

作者：张雅儒江西理工大学

学位级别：硕士

土木工程结构在服役过程中常受到环境腐蚀、意外荷载、疲劳加载等因素的影响而发生损伤。若不能及时发现与修复损伤,结构则可能发生局部破坏甚至整体倒塌。为了保证结构在服役期间的运营安全,发展高效准确的损伤识别方法非常重要。常利... 详细信息

土木工程结构在服役过程中常受到环境腐蚀、意外荷载、疲劳加载等因素的影响而发生损伤。若不能及时发现与修复损伤,结构则可能发生局部破坏甚至整体倒塌。为了保证结构在服役期间的运营安全,发展高效准确的损伤识别方法非常重要。常利用模态参数(如频率、振型)建立损伤指标或识别算法来实现结构损伤的定位或定量识别。研究表明,基于振型构造的模态应变能对结构损伤较为敏感。但此前,基于模态应变能进行损伤识别的相关研究所采用的结构模型或实体构件大多较为简单、规模较小,对于结构较为复杂、杆件数较多的大型结构(比如空间结构)方面的研究相对较少,且基于传统模态应变能构建的损伤指标对这些结构损伤杆件的识别大多存在定位准确性不够、抗干扰能力不足的问题。本文引入跨模型模态应变能的概念,系统研究基于跨模型模态应变能变化的适用于空间结构的损伤识别方法,以期提高空间结构损伤识别的定位与定量精度。具体如下所述:(1)比较利用传统模态应变能和跨模型模态应变能所构建指标的损伤定位能力。根据损伤指标的构造公式,从定性的角度可以判断跨模型模态应变能指标比传统模态应变能指标具有更强的抗噪能力。某桁架型网架的数值分析同样表明,跨模型模态应变能指标对结构损伤杆件的定位能力更加突出,具有较强的抗噪鲁棒性。(2)进一步将跨模型模态应变能与小波分析相结合提出一种新的损伤定位方法(WT＿CMSEI)。在计算所有单元跨模型模态应变能指标(CMSEI)的基础上,对由各单元CMSEI指标构成的空间域序列进行小波分析,再提取高频细节系数进行信号重构得到新的损伤指标WT＿CMSEI。某单元的WT＿CMSEI指标值越大,则该单元发生损伤的可能性越高。某桁架型网架和某双层柱面网壳的数值分析表明,小波分析可以进一步提升跨模型模态应变能指标的损伤定位能力,可以更好地抵抗未损杆件带来的干扰。(3)在前述研究基础上,提出基于跨模型模态应变能的先定位后定量的两阶段损伤识别方法。先利用WT＿CMSEI指标找到疑似损伤单元,再根据跨模型模态应变能对单元损伤的灵敏度关系建立仅包含疑似损伤杆件的缩减后灵敏度方程。对该缩减方程进行迭代求解,便可实现结构损伤的定量识别。某平面桁架、某桁架型网架和某双层柱面网壳的数值分析表明了所提方法的有效性。即使考虑定位误判的情况,所提方法也能较为准确地识别出损伤杆件的损伤程度。

关键词：损伤识别模态应变能小波分析结构健康监测模态识别