检索结果-内蒙古大学图书馆

振动工程学报 2016年第2期29卷 348-355页

作者：胡志祥王佐才任伟新汪亦显合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 中南大学土木工程学院湖南长沙410075

解析模式分解(AMD)是最近被提出的一种基于希尔伯特变换的高效和精确的信号滤波方法。利用给定的截断频率,解析模式分解能方便地将信号的慢变成分与快变成分分离开来。通过推导AMD对简谐波形的处理结果,给出了一种证明解析模式分解理论... 详细信息

解析模式分解(AMD)是最近被提出的一种基于希尔伯特变换的高效和精确的信号滤波方法。利用给定的截断频率,解析模式分解能方便地将信号的慢变成分与快变成分分离开来。通过推导AMD对简谐波形的处理结果,给出了一种证明解析模式分解理论的新方法。对离散采样的工程振动信号,研究发现解析模式分解对离散信号进行计算时结果包含较大误差。通过分析离散信号解析模式分解算法的频响特性,揭示了计算产生误差的原因。进而提出了两种消除分解误差的方法:两步分解法或提高采样频率,理论分析及算例表明这两种方法都可有效消除分解误差。最后给出了不同情况下选择合适的误差消除方法的建议。

关键词：信号处理希尔伯特变换解析模式分解采样定理信号滤波

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基于解析模式分解和随机减量技术的桥梁模态参数识别

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铁道科学与工程学报 2022年第5期19卷 1355-1363页

作者：杨勇宁平华王晟华旭刚温青广州市市政工程设计研究总院有限公司广东广州510095 湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验湖南长沙410082 湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201

大跨异型桥梁模态振型耦合严重,环境振动响应频率分布密集,直接利用随机减量技术(RDT)处理这类结构环境振动响应信号时,难以从随机减量信号中识别多模态的参数。由于解析模式分解(AMD)能有效将模态密集分布的振动信号分解为一系列单模... 详细信息

大跨异型桥梁模态振型耦合严重,环境振动响应频率分布密集,直接利用随机减量技术(RDT)处理这类结构环境振动响应信号时,难以从随机减量信号中识别多模态的参数。由于解析模式分解(AMD)能有效将模态密集分布的振动信号分解为一系列单模态子信号,故结合解析模式分解和随机减量技术开展大跨异型桥梁模态参数识别研究。首先,对环境振动响应信号进行解析模式分解,获得一系列单模态子信号;然后,对每个子信号进行随机减量技术处理,提取随机减量信号,克服随机减量技术处理多模态信号的缺陷;最后,采用最小二乘法按照单自由度系统自由振动函数从随机减量信号中识别模态频率和阻尼比。通过三自由度振动系统仿真分析,研究该方法的可行性,分析随机减量技术参数对模态参数识别结果的影响。采用该方法识别了一座大跨曲线主梁人行拱桥的前4阶模态的频率和阻尼比,并与随机子空间法识别结果进行对比。结果结果表明:该方法可从多模态环境振动响应中有效识别结构的频率和阻尼比;阈值常数取1.5倍信号的均方根值、随机减量信号长度取10倍模态周期能更准确地识别固有频率和阻尼比。本文提出的方法能有效识别真实结构的模态参数,识别的前3阶竖弯模态阻尼比约0.45%,可为类似桥梁的阻尼比取值提供参考。

关键词：解析模式分解随机减量技术参数识别最小二乘法

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基于解析模式分解的结构振动信号处理及系统开发

基于解析模式分解的结构振动信号处理及系统开发

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作者：后军军合肥工业大学

学位级别：硕士

结构振动信号处理和特征参数提取是结构健康监测数据科学研究的热点研究问题之一。特别是结构振动信号的瞬时特征,是进行结构参数识别和损伤识别的重要指标,对于评估结构状况具有十分重要的作用。论文为对结构振动信号进行有效分解并获... 详细信息

结构振动信号处理和特征参数提取是结构健康监测数据科学研究的热点研究问题之一。特别是结构振动信号的瞬时特征,是进行结构参数识别和损伤识别的重要指标,对于评估结构状况具有十分重要的作用。论文为对结构振动信号进行有效分解并获得分解后振动响应的时频特征,基于解析模式分解提出了扩展离散解析模式分解。基于扩展离散解析模式分解,提出了截止频率选取的优化方法,即用自回归功率谱代替传统的傅里叶谱选取截止频率。同时为了提供一个方便、快捷和便于工程实际应用的土木工程结构振动信号处理工具,论文基于MATLAB开发了结构振动信号处理软件Structural dynamic response analysis(SDRA)。最后,以吉安赣江公路大桥为工程实例,利用开发的软件和结构振动信号处理方法,识别了大桥的模态参数。论文的主要工作如下:1.基于解析模式分解提出了适用于离散信号的扩展离散解析模式分解,给出了离散信号解析模式分解的频响函数特征,在此基础上,提出了离散信号分解的两步以及四步分解法。并利用合成的数字信号验证两步和四步扩展解析模式分解的有效性。2.为了对离散解析模式分解的截止频率进行自动化优化选取,提出用自回归功率谱代替传统的傅里叶谱选取截止频率的方法。特别是对于受到噪声影响或者具有密集频率成分的信号,自回归功率谱能有效的选取扩展离散解析模式分解的截止频率。3.论文基于MATLAB平台开发了土木工程结构振动响应处理软件SDRA。介绍了软件界面、菜单键的编制以及软件的具体功能。SDRA可以对输入的振动信号进行傅里叶谱、自回归谱分析,在谱分析的基础上,可以选取解析模式分解所需的截止频率,并对信号进行解析模式分解。对提取的单一频率信号分量,可以利用希尔伯特变换获得信号的瞬时幅值和瞬时频率,基于此可以进一步获得基于解析模式分解的信号时频分析谱。4.论文最后以吉安赣江公路大桥为工程实例,利用大桥环境振动加速度实验数据,利用自回归功率谱找出了信号分解的截止频率;进而利用解析模式分解获得了大桥的前两阶振动响应,并识别出了大桥的前两阶振型。

关键词：结构振动信号解析模式分解扩展离散解析模式分解自回归功率谱模态参数识别

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基于解析模式分解频谱校正的闪变参数检测方法及其应用研究

基于解析模式分解频谱校正的闪变参数检测方法及其应用研究

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作者：王超湖南大学

学位级别：硕士

电压波动与闪变是严重影响电网继电保护装置和用电设备正常、高效运行的电能质量问题之一。近年来兴起的风力发电、光伏发电、生物质能等具有间歇性和复杂性的新能源并网发电对电网造成波动性影响,导致电压波动与闪变问题趋于严重,成为... 详细信息

电压波动与闪变是严重影响电网继电保护装置和用电设备正常、高效运行的电能质量问题之一。近年来兴起的风力发电、光伏发电、生物质能等具有间歇性和复杂性的新能源并网发电对电网造成波动性影响,导致电压波动与闪变问题趋于严重,成为新的闪变源。电压波动与闪变的准确检测与分析,可以为电压闪变的治理提供科学依据。首先阐述本文研究背景和意义,介绍电压闪变国内外标准,分析国内外闪变检测方法研究现状,简述国内外闪变仪的发展现状。针对现有闪变包络检测方法难以快速、准确的提取出闪变包络信号的不足,在深入研究电压闪变调幅波数学模型基础上,提出基于解析模式分解提取闪变包络的方法。为获取解析模式分解提取电压闪变包络所需的电网基波电压同步信号,详细推导多点采样法获取电网基波电压同步信号的过程,利用多点法得到的电网电压同步信号对闪变信号同步检波,将调幅波闪变信号转换为闪变包络信号和频率范围为65Hz～135Hz的高频分量的线性组合,再通过解析模式分解滤除频率范围为65Hz～135Hz的高频分量,并对高频分量滤除过程进行详细推导,最后分别采用含有单一频率和多个不同频率波动分量的闪变信号进行包络提取算法仿真实验与分析。遵循IEC推荐的电压闪变检测原理,展开闪变检测流程并对其进行分析与简化,结合解析模式分解闪变包络提取方法,在对六项余弦窗良好旁瓣特性分析的基础上,提出并建立解析模式分解六项余弦窗四谱线插值改进FFT谱分析的电压闪变参数估计与闪变值计算方法。通过对闪变信号中含单一频率波动分量、闪变信号中同时存在多个频率的波动分量、电网电压频率波动、闪变信号中含有谐波、闪变信号中含有间谐波、闪变信号中存在噪声这六种情况进行算法的仿真研究,结果表明该方法对含单一频率波动分量的闪变信号和多个频率波动分量的闪变信号都可实现闪变参数高精度估计与闪变值的准确计算,并可在电网电压频率波动、闪变信号中含有谐波、闪变信号含有间谐波、闪变信号含有噪声的情况下完成闪变检测。分别将本文提出的闪变检测方法和IEC推荐的方法及基于能量算子FFT的闪变检测方法进行了闪变值计算的仿真实验,结果表明本文提出的方法相比于IEC推荐的方法和基于能量算子FFT的方法具有更高的检测精度。针对电压闪变参数检测仪管理平台的研制,本文以高性能ARM处理器MK66FN2MOVLQ18为核心完成电压闪变检测仪管理单元硬件电路设计,详细介绍管理单元最小系统、电源模块、以太网接口模块、存储接口模块、人机交互模块的硬件电路设计。为更好实现管理功能,本文设计的电压闪变参数检测仪管理单元植入嵌入式实时操作系统MQX,给出管理单元闪变参数管理任务和主流程设计、基于本文方法的闪变值计算,以及人机交互模块与界面设计等各部分的软件设计。最后总结本文的研究工作与创新成果,指出下阶段应展开的研究工作。

关键词：电压闪变解析模式分解六项余弦窗四谱线插值FFT K66

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基于解析模式分解的密集工作模态参数识别

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噪声与振动控制 2013年第6期33卷 18-24,30页

作者：王佐才任伟新合肥工业大学土木水利学院合肥230009

长大跨度的桥梁结构或者高层建筑的工作环境振动响应中经常包含密集的模态成分,并会出现模态叠混现象,而传统的信号分析方法往往难以识别结构的密集模态参数。提出一种基于解析模式分解理论与随机减量技术相结合的方法识别环境激励下的... 详细信息

长大跨度的桥梁结构或者高层建筑的工作环境振动响应中经常包含密集的模态成分,并会出现模态叠混现象,而传统的信号分析方法往往难以识别结构的密集模态参数。提出一种基于解析模式分解理论与随机减量技术相结合的方法识别环境激励下的结构密集模态参数。对于工作环境激励下的结构振动响应,通过随机减量技术可以提取结构的自由振动响应,利用解析模式分解方法对具有密集模态的自由振动响应进行有效的分解,对每一阶自由振动响应利用最小二乘拟合方法识别出频率与阻尼比。通过两层框架的数值模拟以及对密集频率的密集程度指数和信号时程长度等参数分析,其结果表明通过随机减量技术提取的自由振动响应可以有效的减少模态叠混的影响,虽然提取的自由振动响应的时程长度比实际的信号时程要短,然而解析模式分解仍然能够十分有效的对短时程具有密集模态成分的信号进行有效的分解。最后,通过对一具有密集模态的36层框架的数值模拟,以及对一具有密集模态的3层框架的振动台实验,验证该方法可以有效的识别出环境激励下的结构密集模态参数。

关键词：振动与波环境激励解析模式分解随机减量技术密集模态

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基于解析模式分解的密集工作模态参数识别

基于解析模式分解的密集工作模态参数识别

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第十四届全国模态分析与试验学术交流会

作者：王佐才任伟新合肥工业大学土木水利学院合肥 230009

长大跨度的桥梁结构或者高层建筑的工作环境振动响应中经常包含密集的模态成分，并会出现模态叠混的现象，而传统的信号分析方法往往难以识别结构的密集模态参数。本文提出一种基于解析模式分解理论与随机减量技术相结合的方法识别环境... 详细信息

长大跨度的桥梁结构或者高层建筑的工作环境振动响应中经常包含密集的模态成分，并会出现模态叠混的现象，而传统的信号分析方法往往难以识别结构的密集模态参数。本文提出一种基于解析模式分解理论与随机减量技术相结合的方法识别环境激励下的结构密集模态参数。对于工作环境激励下的结构振动响应，通过随机减量技术可以提取结构的自由振动响应，利用解析模式分解方法对具有密集模态的自由振动响应进行有效的分解，对每一阶自由振动响应利用最小二乘拟合方法识别出频率与阻尼比。本文通过两层框架的数值模拟以及对密集频率的密集程度指数和信号时程长度等参数分析，其结果表明通过随机减量技术提取的自由振动响应可以有效的减少模态叠混的影响，虽然提取的自由振动响应的时程长度比实际的信号时程要短，然而解析模式分解仍然能够十分有效的对短时程具有密集模态成分的信号进行有效的分解。最后，通过对一具有密集模态的36层框架的数值模拟，以及对一具有密集模态的3层框架的振动台实验，验证了本文方法可以有效的识别出环境激励下的结构密集模态参数。

关键词：环境激励解析模式分解随机减量技术密集模态

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基于解析模态分解的时变与弱非线性结构密集模态参数识别

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振动与冲击 2014年第19期33卷 1-7+16页

作者：王佐才任伟新邢云斐合肥工业大学土木与水利工程学院

对于时变与非线性的结构系统,由于结构模态响应信号的瞬时频率并不等同于结构本身的瞬时频率,因此推导了单自由度与多自由度体系在自由振动和受迫振动下模态响应信号的瞬时频率与结构本身瞬时频率的关系,理论结果表明,对于时变的线性结... 详细信息

对于时变与非线性的结构系统,由于结构模态响应信号的瞬时频率并不等同于结构本身的瞬时频率,因此推导了单自由度与多自由度体系在自由振动和受迫振动下模态响应信号的瞬时频率与结构本身瞬时频率的关系,理论结果表明,对于时变的线性结构和弱非线性结构,模态响应的瞬时频率缓慢变化的部分与结构系统的瞬时频率近似相等。通过对一杜芬系统的数值模拟和对一调整索力变化而使其频率变化的斜拉索自由振动实验,验证了理论结果的正确性。对于具有密集模态的时变与非线性的多自由度体系,提出了把解析模式分解方法扩展到时变与非线性结构的模态分解。该方法通过小波变换选取二分时变截止频率,对结构的时变模态响应进行分离,从而实现多自由度结构时变参数识别。最后,对一具有密集模态的两层框架时变系统受白噪声激励和地震激励进行数值模拟,结果表明,提出的方法能有效的分解时变系统的密集模态响应并能较好的识别出结构系统的瞬时频率。

关键词：解析模式分解瞬时频率模态参数识别时变非线性结构

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Hilbert低通滤波器特性分析及改进数值计算方法

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振动．测试与诊断 2016年第2期36卷 383-389,408页

作者：胡异丁任伟新颜健毅李苗中南大学土木工程学院长沙410075 五邑大学信息工程学院江门529020 合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009

针对基于Hilbert变换的零相位低通滤波器数值计算中,时域离散化带来的频域周期化影响了其低通特性的问题,提出了相应的改进方法。通过证明Hilbert低通滤波器时域解析表达式的频率响应特性,指出离散Hilbert低通滤波器的频响特性混叠了π... 详细信息

针对基于Hilbert变换的零相位低通滤波器数值计算中,时域离散化带来的频域周期化影响了其低通特性的问题,提出了相应的改进方法。通过证明Hilbert低通滤波器时域解析表达式的频率响应特性,指出离散Hilbert低通滤波器的频响特性混叠了π两侧倒相的频率成分,并根据频响特性图的特征采用两级滤波结构对数值计算方法做出了改进。理论证明了改进后的滤波器能数值实现零相位低通滤波,并通过调幅信号以及调幅-调频信号的仿真算例进行了验证。应变实测信号处理实例表明,改进后滤波器能剔除动应变信号中低频的温度效应成分的影响,适合非平稳信号分析的预处理。

关键词：零相位滤波器解析模式分解 Hilbert低通滤波器数值计算非平稳信号处理

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基于改进平方检测和新型K-N互卷积窗的闪变参数检测

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仪器仪表学报 2019年第8期40卷 222-229页

作者：张民谣高云鹏吴聪朱彦卿曹一家湖南大学电气与信息工程学院

传统的数字式闪变仪研制主要根据IEC闪变测量原理将各环节的模拟滤波器转换为数字滤波器来实现,但数字滤波器的效果受限于采样频率和变换方法的选取。提出利用解析模式分解改进传统平方检测法的滤波环节,准确提取电压闪变包络信号,构建... 详细信息

传统的数字式闪变仪研制主要根据IEC闪变测量原理将各环节的模拟滤波器转换为数字滤波器来实现,但数字滤波器的效果受限于采样频率和变换方法的选取。提出利用解析模式分解改进传统平方检测法的滤波环节,准确提取电压闪变包络信号,构建新型K-N互卷积窗函数,推导基于新型K-N互卷积窗三谱线插值修正算法,据此提出基于改进平方检测法和新型KN互卷积窗的闪变参数检测方法,开发基于虚拟仪器的闪变参数检测平台。仿真实验结果表明,所提算法在单一频率调制、多频率调制、电网频率波动、含有叠加谐波及噪声干扰的情况下,均能有效实现闪变参数的准确检测,相较于传统检测方法,实现简单且具有更高的准确度。

关键词：电压闪变解析模式分解平方检测法 K-N互卷积窗三谱线插值

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基于动力响应主分量瞬时频率和幅值的非线性模型修正

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振动工程学报 2016年第5期29卷 887-893页

作者：袁平平王佐才任伟新中南大学土木工程学院湖南长沙410075 合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009

提出了一种基于动力响应主分量的瞬时频率和幅值的非线性模型修正方法。首先通过解析模式分解和希尔伯特变换提取结构动力响应主分量的瞬时频率和瞬时幅值;然后选取瞬时幅值和瞬时频率慢变部分的有限多个时间点值来反映结构的非线性特性... 详细信息

提出了一种基于动力响应主分量的瞬时频率和幅值的非线性模型修正方法。首先通过解析模式分解和希尔伯特变换提取结构动力响应主分量的瞬时频率和瞬时幅值;然后选取瞬时幅值和瞬时频率慢变部分的有限多个时间点值来反映结构的非线性特性;最后采用响应面模型,并基于试验数据和有限元模型数据之间瞬时幅值和频率的残差建立目标函数,进行结构的非线性模型修正。通过三层框架的数值模拟分析,其结果表明该方法能精确有效地修正非线性结构模型。

关键词：解析模式分解主分量瞬时频率瞬时幅值非线性模型修正

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