本文關(guān)鍵詞：基于局部均值分解的模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法研究

  更多相關(guān)文章： 瞬時(shí)頻率 局部均值分解 非時(shí)變系統(tǒng) 時(shí)變系統(tǒng) 模態(tài)參數(shù) 損傷識(shí)別

【摘要】：振動(dòng)結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別在機(jī)械工程、航天航空、土木、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。根據(jù)振動(dòng)系統(tǒng)剛度、阻尼、質(zhì)量等參數(shù)是否隨時(shí)間發(fā)生變化，可以將振動(dòng)系統(tǒng)分為時(shí)變系統(tǒng)和非時(shí)變系統(tǒng)。非時(shí)變系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法目前研究的比較多，方法也比較成熟，然而如何對(duì)多自由度非時(shí)變系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)別仍需進(jìn)一步研究。對(duì)于時(shí)變系統(tǒng)，又可以分為線性時(shí)變系統(tǒng)和非線性時(shí)變系統(tǒng)，本文主要討論線性時(shí)變系統(tǒng)，該系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)的信號(hào)為調(diào)幅調(diào)頻的非平穩(wěn)信號(hào)，識(shí)別模態(tài)參數(shù)難度較大�，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外關(guān)于這方面的研究工作開展的比較少。 局部均值分解（Local Mean Decomposition，簡(jiǎn)稱LMD）能自適應(yīng)地將一個(gè)多分量信號(hào)分解為多個(gè)具有物理意義的PF分量（Product Function，簡(jiǎn)稱PF）之和，每個(gè)PF分量是由一個(gè)純調(diào)頻信號(hào)和一個(gè)包絡(luò)信號(hào)相乘得到的，而該分量瞬時(shí)頻率通過純調(diào)頻信號(hào)直接求出，瞬時(shí)幅值即為包絡(luò)信號(hào)。組合所有分量的瞬時(shí)幅值和瞬時(shí)頻率，便可以獲得原信號(hào)的完整時(shí)頻分布。本質(zhì)上LMD方法是把多分量的信號(hào)自適應(yīng)分解為單分量的調(diào)幅——調(diào)頻信號(hào)的和，因此適用于多分量的非平穩(wěn)信號(hào)處理。 將局部均值分解方法引入到模態(tài)參數(shù)識(shí)別領(lǐng)域，深入系統(tǒng)地研究了基于局部均值分解的時(shí)變與非時(shí)變振動(dòng)系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)辨識(shí)方法。 論文主要研究工作有: 1.基于局部均值分解（LMD）模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法理論研究。通過理論分析，提出了基于LMD分解方法模態(tài)參數(shù)識(shí)別的流程，并用LMD方法和EMD方法對(duì)調(diào)幅調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)振幅的識(shí)別，對(duì)兩種方法的結(jié)果進(jìn)行比較和分析，驗(yàn)證LMD分解方法在處理線性時(shí)變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別問題上較EMD方法優(yōu)勢(shì)。 2.非時(shí)變系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)識(shí)別。根據(jù)非時(shí)變系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)的特點(diǎn)，結(jié)合一次線性擬合，從理論上提出了基于LMD的非時(shí)變系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)識(shí)別的流程，并用單自由度非時(shí)變系統(tǒng)和多自由度非時(shí)變系統(tǒng)的仿真算例分析結(jié)果以及裂紋梁瞬態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果驗(yàn)證了本文提出的方法對(duì)非時(shí)變系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)識(shí)別的有效性。 3.線性時(shí)變系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)識(shí)別。線性時(shí)變系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)為非平穩(wěn)信號(hào)，根據(jù)LMD分解方法能有效分析處理非平穩(wěn)信號(hào)的特點(diǎn)，研究基于LMD分解方法的線性時(shí)變系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)識(shí)別。 4.時(shí)變SDOF系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)識(shí)別。在線性時(shí)變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究在時(shí)變SDOF系統(tǒng)結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生變化來模擬實(shí)際中的結(jié)構(gòu)損傷的情況下，本文提出的LMD方法準(zhǔn)確識(shí)別SDOF系統(tǒng)剛度變化。為環(huán)境激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別提供有效方法。 本文將局部均值分解方法應(yīng)用于非時(shí)變系統(tǒng)、線性時(shí)變系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別以及SDOF系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)識(shí)別，仿真分析算例和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明，本文方法能有效的將多自由度系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)自適應(yīng)的根據(jù)其模態(tài)頻率分解為多個(gè)單階模態(tài)響應(yīng)信號(hào)，進(jìn)而有效識(shí)別振動(dòng)系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：瞬時(shí)頻率 局部均值分解 非時(shí)變系統(tǒng) 時(shí)變系統(tǒng) 模態(tài)參數(shù) 損傷識(shí)別
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH113.1;TP391.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 插圖索引11-13
• 圖表索引13-14
• 第1章 緒論14-26
• 1.1 研究背景與意義14-15
• 1.2 模態(tài)參數(shù)識(shí)別技術(shù)的研究現(xiàn)狀15
• 1.3 模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法15-23
• 1.3.1 頻域識(shí)別法16-17
• 1.3.2 時(shí)域方法17-20
• 1.3.3 時(shí)頻聯(lián)合方法20-23
• 1.4 本文的主要工作及章節(jié)安排23-25
• 1.4.1 本文的主要工作23-24
• 1.4.2 章節(jié)安排24-25
• 1.5 本章小結(jié)25-26
• 第2章 LMD 基本理論與仿真研究26-35
• 2.1 引言26
• 2.2 和局部均值分解有關(guān)的概念26-28
• 2.2.1 頻率和瞬時(shí)頻率26-27
• 2.2.2 單分量及多分量信號(hào)27-28
• 2.3 局部均值分解（LMD）基本理論28-30
• 2.4 LMD 與 EMD 的對(duì)比研究30-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第3章 基于 LMD 的非時(shí)變系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)識(shí)別35-50
• 3.1 非時(shí)變結(jié)構(gòu)振動(dòng)相應(yīng)方程35-36
• 3.2 模態(tài)頻率和阻尼比的識(shí)別36-37
• 3.3 仿真算例37-43
• 3.3.1 單自由度系統(tǒng)37-39
• 3.3.2 多自由度系統(tǒng)39-43
• 3.4 裂紋梁模態(tài)參數(shù)識(shí)別43-49
• 3.4.1 引言43
• 3.4.2 仿真應(yīng)用43-46
• 3.4.3 實(shí)驗(yàn)方案簡(jiǎn)介46-47
• 3.4.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析47-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第4章 基于 LMD 的線性時(shí)變系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)識(shí)別50-62
• 4.1 引言50-51
• 4.2 線性時(shí)變結(jié)構(gòu)理論模型51
• 4.3 單自由度線性時(shí)變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別51-57
• 4.3.1 單自由度線性時(shí)變結(jié)構(gòu)瞬態(tài)響應(yīng)模態(tài)參數(shù)識(shí)別51-53
• 4.3.2 強(qiáng)迫振動(dòng)時(shí)線性時(shí)變單自由度結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別53-54
• 4.3.3 單自由度線性時(shí)變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別仿真54-57
• 4.4 多自由度線性時(shí)變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別57-61
• 4.4.1 多自由度線性時(shí)變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別理論57-58
• 4.4.2 多自由度線性時(shí)變結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別仿真58-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第5章 基于 LMD 的時(shí)變 SDOF 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)識(shí)別62-73
• 5.1 引言62
• 5.2 時(shí)變 SDOF 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)識(shí)別62-64
• 5.2.1 SDOF 系統(tǒng)模型及響應(yīng)62-63
• 5.2.2 激振力頻率識(shí)別63
• 5.2.3 系統(tǒng)剛度的識(shí)別63-64
• 5.3 仿真信號(hào)分析64-71
• 5.4 本章小結(jié)71-73
• 結(jié)論和展望73-75
• 結(jié)論73
• 展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81-82
• 致謝82

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 宋立新;王祁;王玉靜;;基于Hilbert-Huang變換的ECG信號(hào)降噪方法[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2006年06期

2 王忠仁;林君;李文偉;;基于Wigner-Ville分布的復(fù)雜時(shí)變信號(hào)的時(shí)頻分析[J];電子學(xué)報(bào);2005年12期

3 田豐;楊益新;吳姚振;楊龍;;窄帶細(xì)化Wigner-Ville分布分析的快速實(shí)現(xiàn)方法[J];電子與信息學(xué)報(bào);2013年07期

4 萬(wàn)嶺;洪明;許俊臣;;基于NExT/ERA方法環(huán)境激勵(lì)下的船體結(jié)構(gòu)模型總體模態(tài)參數(shù)識(shí)別[J];船舶力學(xué);2013年07期

5 趙培洪;平殿發(fā);鄧兵;;抑制Winger-Ville分布交叉項(xiàng)的新方法[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2010年08期

6 滕建方;鄭敏;;基于EMD與遺傳算法結(jié)合的參數(shù)辨識(shí)[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2008年23期

7 朱東生，朱f^，田琪;識(shí)別橋梁模態(tài)參數(shù)時(shí)域法的仿真研究[J];蘭州鐵道學(xué)院學(xué)報(bào);1995年03期

8 杜飛平;譚永華;陳建華;;基于ITD和STD的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)模態(tài)參數(shù)辨識(shí)方法[J];火箭推進(jìn);2012年03期

9 盧志明;黃永祥;劉宇陸;;大氣湍流的Hilbert-Huang變換分析[J];水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯);2006年03期

10 鄒甲軍,馮志華,陸維生;基于小波的LTV系統(tǒng)的參數(shù)識(shí)別[J];蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版);2005年01期

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1 任達(dá)千;基于局域均值分解的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障特征提取方法及系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2008年

2 喬麗紅;二維Hilbert-Huang變換及其在圖像處理中的應(yīng)用[D];河北師范大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：605816