基于時域信號的非線性系統(tǒng)識別新方法
發(fā)布時間:2021-02-28 11:51
土木工程結(jié)構(gòu)中存在大量的非線性構(gòu)件。一方面在地震、爆炸、沖擊等荷載作用下,結(jié)構(gòu)整體或構(gòu)件往往表現(xiàn)出強(qiáng)烈的非線性;另一方面,隨著科學(xué)技術(shù)和人民生活水平的提高,人們對土木工程結(jié)構(gòu)的防災(zāi)減災(zāi)能力提出了更高的要求,越來越多的非線性構(gòu)件如阻尼器、防屈曲支撐等被應(yīng)用到土木工程結(jié)構(gòu)中。這些構(gòu)件或裝置的工作狀態(tài)直接影響極端災(zāi)害下土木工程結(jié)構(gòu)的安全性。因此,基于工程結(jié)構(gòu)在強(qiáng)動力荷載下的動力響應(yīng)監(jiān)測數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)識別量化評估這些非線性構(gòu)件和裝置的工作狀態(tài),對于了解結(jié)構(gòu)的健康狀況、災(zāi)后迅速評估都有重要意義。但是,傳統(tǒng)時域損傷識別方法受測量噪音影響嚴(yán)重。針對這一局限性,本文首先從線彈性結(jié)構(gòu)振型阻尼比識別入手,兼以考慮不同測量信號之間的相關(guān)性,開展了基于不完備時域信號的線性和非線性系統(tǒng)識別方法的研究。結(jié)合理論分析、數(shù)值模擬、試驗驗證等手段,本文進(jìn)行了以下幾方面的深入研究:(1)對于線彈性結(jié)構(gòu),基于時域信號主成分分析方法本文改進(jìn)了靈敏度分析的振型阻尼比識別方法。本文對部分測量加速度響應(yīng)進(jìn)行主成分分析,確定優(yōu)質(zhì)主成分及投影空間,接著將時域信號靈敏度阻尼比識別方程向優(yōu)質(zhì)主成分對應(yīng)的子空間投影,用得到的投影方程識別阻尼比...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:108 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究的目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
1.2.1 非線性系統(tǒng)識別方法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 基于時域靈敏度分析的模型修正方法研究現(xiàn)狀
1.2.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)識別中的主成分分析研究現(xiàn)狀
1.2.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
1.3 課題的來源
1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 基于時域信號主成分的振型阻尼比識別
2.1 引言
2.2 基于加速度響應(yīng)靈敏度的阻尼比識別方法
2.3 應(yīng)用PCA改進(jìn)阻尼比識別方法
2.4 數(shù)值模擬
2.4.1 二維桁架模型
2.4.2 無噪音測量響應(yīng)下的阻尼識別
2.4.3 含測量噪音時用于阻尼識別的主成分的選擇
2.4.4 不同測量噪音水平的阻尼識別
2.5 試驗驗證
2.5.1 試驗?zāi)P秃陀邢拊?br> 2.5.2 試驗?zāi)P偷淖枘岜茸R別
2.6 本章小結(jié)
第3章 基于時域信號靈敏度的阻尼器參數(shù)識別研究
3.1 引言
3.2 基于時域響應(yīng)信號靈敏度的非線性系統(tǒng)參數(shù)識別方法
3.2.1 含MR阻尼器系統(tǒng)響應(yīng)計算
3.2.2 含MR阻尼器系統(tǒng)響應(yīng)靈敏度計算
3.2.3 十自由度含MR系統(tǒng)參數(shù)識別模擬研究
3.3 基于時域信號主成分分析的非線性系統(tǒng)參數(shù)識別方法
3.3.1 加速度響應(yīng)主成分中噪音分布規(guī)律研究
3.3.2 基于主成分的非線性系統(tǒng)參數(shù)識別方法研究
3.4 基于應(yīng)變響應(yīng)的非線性系統(tǒng)參數(shù)識別方法
3.4.1 傳統(tǒng)靈敏度識別方法
3.4.2 基于主成分分析改進(jìn)的靈敏度參數(shù)識別研究
3.5 基于多類型傳感器的非線性系統(tǒng)參數(shù)識別方法
3.5.1 傳統(tǒng)靈敏度融合識別方法
3.5.2 基于主成分分析的融合識別研究
3.5.3 十自由度含MR阻尼器系統(tǒng)融合識別模擬研究
3.6 含MR阻尼器平面框架參數(shù)識別數(shù)值模擬研究
3.7 本章小結(jié)
第4章 基于時域信號的非線性力識別研究
4.1 引言
4.2 基于顯式Newmark法識別非線性恢復(fù)力
4.2.1 隱式Newmark法識別力的顯式表達(dá)
4.2.2 部分力已知下的未知力識別方法
4.2.3 五自由度含MR阻尼器系統(tǒng)數(shù)值模擬研究
4.3 基于子結(jié)構(gòu)界面力的非線性恢復(fù)力識別
4.3.1 子結(jié)構(gòu)的界面力識別
4.3.2 基于子結(jié)構(gòu)界面力的磁流變阻尼力識別
4.3.3 十自由度含MR阻尼器系統(tǒng)數(shù)值模擬識別研究
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]磁流變阻尼器輸出阻尼力靈敏度分析[J]. 安晨亮,馬金玉,王嘉維,權(quán)凌霄. 機(jī)電工程. 2018(11)
[2]基于部分加速度測量的結(jié)構(gòu)Bouc-Wen非線性恢復(fù)力及質(zhì)量識別[J]. 程驕陽,許斌,賀佳. 噪聲與振動控制. 2018(02)
[3]基于頻響函數(shù)與主成分分析的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)損傷檢測方法研究[J]. 王孟鴻,宋春月,姬晨濛. 建筑結(jié)構(gòu). 2017(04)
[4]基于HHT的非線性振動系統(tǒng)參數(shù)識別研究[J]. 王立巖,李東升,李宏男. 工程力學(xué). 2017(01)
[5]基于小波多分辨率分析的結(jié)構(gòu)時變參數(shù)識別[J]. 王超,朱宏平,吳巧云,艾德米. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(10)
[6]基于小波多分辨率分析的時變結(jié)構(gòu)參數(shù)識別研究[J]. 趙麗潔,杜永峰,李萬潤,張浩. 工程力學(xué). 2016(09)
[7]基于加速度二次協(xié)方差矩陣參數(shù)變化比法的環(huán)境振動下結(jié)構(gòu)損傷識別[J]. 王立新,李雪艷,姜慧,朱嘉健. 振動與沖擊. 2016(08)
[8]基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)橡膠支座時變非線性特性識別[J]. 杜永峰,趙麗潔,李萬潤,唐少玉. 振動.測試與診斷. 2016(01)
[9]基于時域響應(yīng)靈敏度分析的板結(jié)構(gòu)損傷識別[J]. 傅奕臻,魏子天,呂中榮,劉濟(jì)科. 振動與沖擊. 2015(04)
[10]磁流變阻尼器滯回參數(shù)模型研究[J]. 王修勇,龔禹,孫洪鑫,禹見達(dá). 土木工程學(xué)報. 2014(S1)
博士論文
[1]結(jié)構(gòu)非線性行為及動力荷載時域識別研究[D]. 賀佳.湖南大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于振動傳遞率函數(shù)和支持向量機(jī)的結(jié)構(gòu)損傷識別研究[D]. 門雪.青島理工大學(xué) 2017
[2]基于多通道奇異譜分析的結(jié)構(gòu)時域損傷識別方法[D]. 王雪園.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]部分觀測下多自由度結(jié)構(gòu)非線性恢復(fù)力識別研究[D]. 王云.湖南大學(xué) 2017
[4]基于時域結(jié)構(gòu)損傷識別的傳感器優(yōu)化布置[D]. 裴元義.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[5]基于動力響應(yīng)測量的結(jié)構(gòu)非線性恢復(fù)力識別方法研究[D]. 李龍飛.湖南大學(xué) 2014
[6]動力荷載作用下多自由度結(jié)構(gòu)非線性恢復(fù)力識別研究[D]. 辛璐璐.湖南大學(xué) 2013
[7]基于時間序列模型和主成分分析的結(jié)構(gòu)損傷識別研究[D]. 朱旭.煙臺大學(xué) 2013
[8]基于主成分分析法的結(jié)構(gòu)損傷識別研究[D]. 張燦華.重慶交通大學(xué) 2012
[9]基于主成分分析的結(jié)構(gòu)損傷識別[D]. 金榮榮.湖南大學(xué) 2011
本文編號:3055812
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:108 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究的目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
1.2.1 非線性系統(tǒng)識別方法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 基于時域靈敏度分析的模型修正方法研究現(xiàn)狀
1.2.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)識別中的主成分分析研究現(xiàn)狀
1.2.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
1.3 課題的來源
1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 基于時域信號主成分的振型阻尼比識別
2.1 引言
2.2 基于加速度響應(yīng)靈敏度的阻尼比識別方法
2.3 應(yīng)用PCA改進(jìn)阻尼比識別方法
2.4 數(shù)值模擬
2.4.1 二維桁架模型
2.4.2 無噪音測量響應(yīng)下的阻尼識別
2.4.3 含測量噪音時用于阻尼識別的主成分的選擇
2.4.4 不同測量噪音水平的阻尼識別
2.5 試驗驗證
2.5.1 試驗?zāi)P秃陀邢拊?br> 2.5.2 試驗?zāi)P偷淖枘岜茸R別
2.6 本章小結(jié)
第3章 基于時域信號靈敏度的阻尼器參數(shù)識別研究
3.1 引言
3.2 基于時域響應(yīng)信號靈敏度的非線性系統(tǒng)參數(shù)識別方法
3.2.1 含MR阻尼器系統(tǒng)響應(yīng)計算
3.2.2 含MR阻尼器系統(tǒng)響應(yīng)靈敏度計算
3.2.3 十自由度含MR系統(tǒng)參數(shù)識別模擬研究
3.3 基于時域信號主成分分析的非線性系統(tǒng)參數(shù)識別方法
3.3.1 加速度響應(yīng)主成分中噪音分布規(guī)律研究
3.3.2 基于主成分的非線性系統(tǒng)參數(shù)識別方法研究
3.4 基于應(yīng)變響應(yīng)的非線性系統(tǒng)參數(shù)識別方法
3.4.1 傳統(tǒng)靈敏度識別方法
3.4.2 基于主成分分析改進(jìn)的靈敏度參數(shù)識別研究
3.5 基于多類型傳感器的非線性系統(tǒng)參數(shù)識別方法
3.5.1 傳統(tǒng)靈敏度融合識別方法
3.5.2 基于主成分分析的融合識別研究
3.5.3 十自由度含MR阻尼器系統(tǒng)融合識別模擬研究
3.6 含MR阻尼器平面框架參數(shù)識別數(shù)值模擬研究
3.7 本章小結(jié)
第4章 基于時域信號的非線性力識別研究
4.1 引言
4.2 基于顯式Newmark法識別非線性恢復(fù)力
4.2.1 隱式Newmark法識別力的顯式表達(dá)
4.2.2 部分力已知下的未知力識別方法
4.2.3 五自由度含MR阻尼器系統(tǒng)數(shù)值模擬研究
4.3 基于子結(jié)構(gòu)界面力的非線性恢復(fù)力識別
4.3.1 子結(jié)構(gòu)的界面力識別
4.3.2 基于子結(jié)構(gòu)界面力的磁流變阻尼力識別
4.3.3 十自由度含MR阻尼器系統(tǒng)數(shù)值模擬識別研究
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]磁流變阻尼器輸出阻尼力靈敏度分析[J]. 安晨亮,馬金玉,王嘉維,權(quán)凌霄. 機(jī)電工程. 2018(11)
[2]基于部分加速度測量的結(jié)構(gòu)Bouc-Wen非線性恢復(fù)力及質(zhì)量識別[J]. 程驕陽,許斌,賀佳. 噪聲與振動控制. 2018(02)
[3]基于頻響函數(shù)與主成分分析的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)損傷檢測方法研究[J]. 王孟鴻,宋春月,姬晨濛. 建筑結(jié)構(gòu). 2017(04)
[4]基于HHT的非線性振動系統(tǒng)參數(shù)識別研究[J]. 王立巖,李東升,李宏男. 工程力學(xué). 2017(01)
[5]基于小波多分辨率分析的結(jié)構(gòu)時變參數(shù)識別[J]. 王超,朱宏平,吳巧云,艾德米. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(10)
[6]基于小波多分辨率分析的時變結(jié)構(gòu)參數(shù)識別研究[J]. 趙麗潔,杜永峰,李萬潤,張浩. 工程力學(xué). 2016(09)
[7]基于加速度二次協(xié)方差矩陣參數(shù)變化比法的環(huán)境振動下結(jié)構(gòu)損傷識別[J]. 王立新,李雪艷,姜慧,朱嘉健. 振動與沖擊. 2016(08)
[8]基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)橡膠支座時變非線性特性識別[J]. 杜永峰,趙麗潔,李萬潤,唐少玉. 振動.測試與診斷. 2016(01)
[9]基于時域響應(yīng)靈敏度分析的板結(jié)構(gòu)損傷識別[J]. 傅奕臻,魏子天,呂中榮,劉濟(jì)科. 振動與沖擊. 2015(04)
[10]磁流變阻尼器滯回參數(shù)模型研究[J]. 王修勇,龔禹,孫洪鑫,禹見達(dá). 土木工程學(xué)報. 2014(S1)
博士論文
[1]結(jié)構(gòu)非線性行為及動力荷載時域識別研究[D]. 賀佳.湖南大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于振動傳遞率函數(shù)和支持向量機(jī)的結(jié)構(gòu)損傷識別研究[D]. 門雪.青島理工大學(xué) 2017
[2]基于多通道奇異譜分析的結(jié)構(gòu)時域損傷識別方法[D]. 王雪園.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]部分觀測下多自由度結(jié)構(gòu)非線性恢復(fù)力識別研究[D]. 王云.湖南大學(xué) 2017
[4]基于時域結(jié)構(gòu)損傷識別的傳感器優(yōu)化布置[D]. 裴元義.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[5]基于動力響應(yīng)測量的結(jié)構(gòu)非線性恢復(fù)力識別方法研究[D]. 李龍飛.湖南大學(xué) 2014
[6]動力荷載作用下多自由度結(jié)構(gòu)非線性恢復(fù)力識別研究[D]. 辛璐璐.湖南大學(xué) 2013
[7]基于時間序列模型和主成分分析的結(jié)構(gòu)損傷識別研究[D]. 朱旭.煙臺大學(xué) 2013
[8]基于主成分分析法的結(jié)構(gòu)損傷識別研究[D]. 張燦華.重慶交通大學(xué) 2012
[9]基于主成分分析的結(jié)構(gòu)損傷識別[D]. 金榮榮.湖南大學(xué) 2011
本文編號:3055812
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