【摘要】：隨著橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測理論的快速發(fā)展,運用布置在橋梁上的健康監(jiān)測系統(tǒng)采集到的環(huán)境振動響應信號來對橋梁結(jié)構(gòu)進行損傷識別以及荷載識別等方面的分析研究受到越來越多的學者的關(guān)注。由于實際橋梁工作荷載和環(huán)境荷載的復雜性和多變性,橋梁健康監(jiān)測信號本質(zhì)上是非平穩(wěn)的。因此,實際橋梁監(jiān)測的信號處理和分析,首先要解決的問題是判斷信號是平穩(wěn)的還是非平穩(wěn)的,如果信號是平穩(wěn)的,則可以用普遍采用的平穩(wěn)信號處理方法如傅里葉變換進行分析處理;如果信號是非平穩(wěn)的,則需要進一步搞清楚其非平穩(wěn)的程度。遞歸圖以及遞歸量化分析理論是一種新的分析與處理非平穩(wěn)信號的方法。本文采用遞歸圖理論以及遞歸量化分析方法來研究信號的非平穩(wěn)性,提出一個信號非平穩(wěn)程度的評價指標。然后,采用數(shù)值模擬信號以及橋梁健康監(jiān)測實測振動信號來檢驗評價指標的適用性和可靠性,研究具有重要的理論意義和工程實用價值。論文首先綜述了遞歸圖及遞歸量化分析理論的國內(nèi)外文獻,對遞歸圖及遞歸量化分析的理論背景、研究現(xiàn)狀及應用領(lǐng)域進行了詳細的論述,并且概述了遞歸圖的定義、物理意義及構(gòu)造方法。遞歸圖通過信號的相空間重構(gòu)來建立遞歸矩陣,并將遞歸矩陣用圖形加以表現(xiàn),形象直觀。遞歸量化分析則是利用遞歸圖上的各種反映信號特性的典型模式來對信號進行分析與計算,從而達到對非平穩(wěn)信號進行定量分析的目的。根據(jù)遞歸圖中的平穩(wěn)與非平穩(wěn)模式對模擬信號進行定性分析,在定性分析的基礎(chǔ)之上,分析比較能夠反映系統(tǒng)平穩(wěn)性的基于垂直線的遞歸量化分析測度,選取層狀度(LAM)作為信號非平穩(wěn)性及非平穩(wěn)程度的評價指標,利用實測的橋梁振動信號來檢驗所提出的層狀度(LAM)這一非平穩(wěn)性評價指標的適用性和可靠性。用發(fā)生碰撞事故的武漢市陽邏長江公路大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)來對選定的評價指標層狀度(LAM)進行檢驗,對大橋發(fā)生碰撞時以及碰撞前后采集到的振動信號進行計算分析,得出這三個不同時間段的振動響應信號的非平穩(wěn)程度的評價結(jié)果。從評價結(jié)果中可以看出,層狀度(LAM)能夠比較好的判斷信號的非平穩(wěn)性以及評價信號的非平穩(wěn)程度,而且能夠體現(xiàn)橋梁在遭受碰撞時的振動信號的非平穩(wěn)程度相較遭受碰撞前后的變化,進一步表明所提出的層狀度(LAM)是一種判斷信號的非平穩(wěn)性以及評價信號的非平穩(wěn)程度的可靠的指標。
【圖文】：

構(gòu)造方法如式（3-2）所示： 2( 22222 2 1 1j nt t t mj nj nj nj nx x xx t x t x t mx t x t x t mx t x t x t mx t m x t m x t 是嵌入維數(shù)；τ 是延遲時間，只可能是采樣間隔的整數(shù)倍恰當?shù)呐R界距離或遞歸閾值 ε。公式(3-1)來計算遞歸矩陣。遞歸圖的構(gòu)造原理，把已經(jīng)求得的遞歸矩陣中的所有元都是時間軸的二維圖形上，這樣就得到了該信號所對應驟能夠看出嵌入維數(shù) m、延遲時間 τ 以及遞歸閾值 ε 這圖的關(guān)鍵所在。

可能就不會有較長的對角線出現(xiàn)在交叉遞歸圖上，甚至有可能完全不會有對角線出現(xiàn)。圖3.2 中是由兩個不同的信號得到的交叉遞歸圖；a．余弦信號x cos 2 t/67 b.調(diào)頻信號 2x cos 0.02 t/ 67圖 3.2 信號 a 和信號 b 的交叉遞歸圖Fig 3.2 Cross recurrence plot of signal a and signal b
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U446

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 丁義明;范文濤;譚秋衡;吳克坤;鄒永杰;;數(shù)據(jù)流的非平穩(wěn)性度量[J];數(shù)學物理學報;2010年05期

2 程斌;;陽邏長江大橋長期健康監(jiān)控系統(tǒng)方案設計[J];中國水運(下半月);2008年07期

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本文編號：2696921