本文關(guān)鍵詞：基于蘆山地震強震動記錄的數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：強震動記錄處理是地震工程與工程地震相關(guān)研究的基礎(chǔ)工作,可以為抗震設(shè)防、地震烈度速報和預警以及重要工程強震動觀測等工作提供高質(zhì)量的科學數(shù)據(jù)。然而,受環(huán)境干擾和儀器等因素影響,噪聲不可避免地污染了強震動記錄,因此濾波技術(shù)的研究在強震動記錄處理中非常重要。本文研究了巴特沃斯(IIR)和窗函數(shù)(FIR)兩種因果濾波技術(shù),與巴特沃斯(IIR)非因果濾波進行了對比,并且在濾波的基礎(chǔ)上對三種常用的積分方法進行了研究。另外,強震動記錄作為非平穩(wěn)信號,利用時頻分析技術(shù)對其進行處理是近年來的熱點,本文將2013年提出的極點對稱模態(tài)分解(ESMD)時頻分析方法引入強震動記錄處理領(lǐng)域,與經(jīng)驗模態(tài)分解(EMD)方法進行了對比分析。本文針對上述問題展開研究,主要研究工作如下:1.介紹了國內(nèi)外強震動記錄的處理方法,明確了根據(jù)奈奎斯特采樣定理、儀器和強震動記錄信息來確定濾波通帶的原則,基于蘆山地震強震動記錄,提出了頻率搜索的方法來具體確定濾波的低頻截止頻率,分析了該方法的誤差,并統(tǒng)計了蘆山地震主余震204條強震動記錄的低頻截止頻率。根據(jù)場地條件和震中距對記錄進行分類,歸納出各種記錄低頻截止頻率的特點,分析了譜烈度等相關(guān)地震動參數(shù)受通帶范圍的影響。2.基于蘆山地震強震動記錄,研究了巴特沃斯(IIR)因果濾波方法,給出了系統(tǒng)的設(shè)計流程和性能參數(shù)的確定方法,分析了利用階數(shù)濾波與利用過渡帶寬濾波的差異,統(tǒng)計了各種性能參數(shù)對濾波結(jié)果的影響,并與巴特沃斯(IIR)非因果濾波進行了比較。對比了三種常用的積分方法(梯形法則、FFT和Kinoshita's Lattice Filter)與巴特沃斯(IIR)因果濾波方法結(jié)合使用的結(jié)果。最后給出了合理的使用建議。3.在蘆山地震強震動記錄基礎(chǔ)上,針對七種窗函數(shù)研究了窗函數(shù)(FIR)因果濾波方法,分析了窗長、最大波紋和旁瓣衰減等參數(shù)的確定方法以及對于濾波效果和地震動參數(shù)的影響,并與巴特沃斯(IIR)因果和非因果濾波進行了比較。同樣對比了三種積分方法與七種窗函數(shù)(FIR)因果濾波結(jié)合使用的結(jié)果。最后給出了合理的使用建議。4.將一種新的時頻分析技術(shù)極點對稱模態(tài)分解(ESMD)方法應(yīng)用到強震動數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域,分析了它的原理,并且基于蘆山地震強震動記錄,將其與經(jīng)驗模態(tài)分解(EMD)方法進行對比,分析了各自的特點。并利用時頻分析方法,實現(xiàn)了強震動記錄的基線調(diào)整和去噪。
【關(guān)鍵詞】：蘆山地震強震動記錄 巴特沃斯(IIR)濾波 窗函數(shù)(FIR)因果濾波 經(jīng)驗模態(tài)分解 極點對稱模態(tài)分解
【學位授予單位】：中國地震局工程力學研究所
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P315.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 選題的背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 強震動記錄濾波方法研究11-12
• 1.2.2 強震動記錄時頻分析中EMD和ESMD方法研究12-13
• 1.3 本文工作及內(nèi)容安排13-16
• 第二章 巴特沃斯(IIR)濾波方法應(yīng)用研究16-88
• 2.1 引言16-17
• 2.2 強震動記錄的選取17-18
• 2.3 濾波的意義及原理18-22
• 2.4 巴特沃斯(IIR)因果濾波原理及設(shè)計流程22-74
• 2.4.1 濾波通帶的確定23-57
• 2.4.2 濾波器階數(shù)的確定57-71
• 2.4.3 濾波器阻帶截止頻率和衰減的確定71-74
• 2.5 與巴特沃斯(IIR)非因果濾波的對比74-83
• 2.6 濾波結(jié)果不同積分方法處理83-87
• 2.6.1 梯形法則積分原理83-84
• 2.6.2 FFT積分84-85
• 2.6.3 Kinoshita's Lattice Filter積分85
• 2.6.4 積分方法對比85-87
• 2.7 小結(jié)87-88
• 第三章 窗函數(shù)(FIR)因果濾波方法應(yīng)用研究88-140
• 3.1 引言88
• 3.2 窗函數(shù)(FIR)因果濾波原理88-90
• 3.3 窗函數(shù)(FIR)因果濾波器設(shè)計流程90-121
• 3.3.1 基本窗與升余弦窗91-108
• 3.3.2 凱瑟窗108-114
• 3.3.3 切比雪夫窗114-121
• 3.4 與巴特沃斯(IIR)因果和非因果濾波對比121-133
• 3.5 濾波結(jié)果的積分處理133-139
• 3.6 小結(jié)139-140
• 第四章 EMD與ESMD時頻分析方法應(yīng)用研究140-158
• 4.1 引言140
• 4.2 EMD方法原理140-143
• 4.3 ESMD方法原理143-146
• 4.4 EMD和ESMD方法分解實例146-151
• 4.5 應(yīng)用分析151-157
• 4.5.1 基線調(diào)整151-152
• 4.5.2 去噪152-157
• 4.6 小結(jié)157-158
• 第五章 總結(jié)與展望158-162
• 5.1 本文工作總結(jié)158-159
• 5.2 工作問題及展望159-162
• 附錄一 蘆山地震強震動記錄分類統(tǒng)計信息162-174
• 附錄二 低頻截止頻率對土層記錄地震動參數(shù)影響(表)174-186
• 附錄三 低頻截止頻率對基巖記錄地震動參數(shù)影響(表)186-190
• 附錄四 高頻截止頻率對土層記錄地震動參數(shù)影響(表)190-202
• 附錄五 高頻截止頻率對基巖記錄地震動參數(shù)影響(表)202-206
• 附錄六 階數(shù)對土層記錄地震動參數(shù)影響(表)206-218
• 附錄七 階數(shù)對基巖記錄地震動參數(shù)影響(表)218-222
• 附錄八 窗函數(shù)(FIR)因果濾波PGA差值統(tǒng)計表222-228
• 參考文獻228-232
• 致謝232-234
• 作者簡介234
• 攻讀碩士期間發(fā)表的文章234
• 攻讀碩士期間參與的科研項目234

  本文關(guān)鍵詞：基于蘆山地震強震動記錄的數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：501818