【摘要】：水流荷載激勵(lì)下,泄流結(jié)構(gòu)模態(tài)識(shí)別的實(shí)測(cè)振動(dòng)信號(hào)常受噪聲干擾。以往EEMD算法有添加白噪聲造成非標(biāo)準(zhǔn)IMF導(dǎo)致的模態(tài)分裂問(wèn)題及IMF有噪聲殘余不能完整重構(gòu)信號(hào)的完備性問(wèn)題。而完備總體經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(CEEMD)法,通過(guò)在信號(hào)分解的每一層面添加特定高斯白噪聲,利用分解后第一階分量加總平均得到唯一余量計(jì)算固有模態(tài)函數(shù),克服了EEMD的缺點(diǎn);同時(shí)提出CEEMD與小波包閾值結(jié)合的組合降噪方法,運(yùn)用到向家壩水彈性模型實(shí)測(cè)振動(dòng)信號(hào)降噪中,驗(yàn)證了該組合方法降噪的有效性;為了提高帶噪振動(dòng)響應(yīng)模態(tài)識(shí)別的精度,基于數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù),利用Markov參數(shù)構(gòu)造相關(guān)矩陣R,用該相關(guān)矩陣重構(gòu)Hankel矩陣后SVD分解得到系統(tǒng)最小實(shí)現(xiàn),即數(shù)據(jù)相關(guān)特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)法(ERA/DC)。將濾波降噪結(jié)合模態(tài)識(shí)別的整套方法,應(yīng)用到錦屏一級(jí)拱壩的泄流實(shí)測(cè)振動(dòng)響應(yīng)中,得到了較好的應(yīng)用效果。
【圖文】：

?解的IMFs數(shù)量不同造成的模態(tài)分裂問(wèn)題;步驟8:重復(fù)步驟5～步驟7，直到余量不能再分解為止，最終得到:Ｒ=x－∑Kk=1IMF'k(4)式中:Ｒ是最終余量;K是固有模態(tài)分量總數(shù)。目標(biāo)信號(hào)x［n］可以表示為x=∑Kk=1IMF'k+Ｒ(5)式(5)為原始信號(hào)x［n］得到精確重構(gòu)，即該方法是具有完備性的分解方法。下面結(jié)合一簡(jiǎn)單算例驗(yàn)證CEEMD方法的優(yōu)越性。設(shè)采樣頻率為200Hz、采樣時(shí)間5s的原始信號(hào)x，混入白噪聲k后得到含噪信號(hào)z，表達(dá)式如下:z=x+k=3sin(πt)+5sin(2πt)+4．5sin(8πt)+5randn(1，1000)信號(hào)x，z如圖1，染噪信號(hào)z分別用EMD、EEMD、CEEMD方法濾波降噪(EEMD與CEEMD添加相同標(biāo)準(zhǔn)差與數(shù)量的白噪聲，一般取0．01倍～0．5倍原信號(hào)(a)原始信號(hào)x(b)混入白噪聲后信號(hào)2圖1原始信號(hào)x與混入白噪聲后信號(hào)zFig．1Originalsignalxandsignalzmixedwhitenoise2振動(dòng)與沖擊2017年第36卷

?解的IMFs數(shù)量不同造成的模態(tài)分裂問(wèn)題;步驟8:重復(fù)步驟5～步驟7，直到余量不能再分解為止，，最終得到:Ｒ=x－∑Kk=1IMF'k(4)式中:Ｒ是最終余量;K是固有模態(tài)分量總數(shù)。目標(biāo)信號(hào)x［n］可以表示為x=∑Kk=1IMF'k+Ｒ(5)式(5)為原始信號(hào)x［n］得到精確重構(gòu)，即該方法是具有完備性的分解方法。下面結(jié)合一簡(jiǎn)單算例驗(yàn)證CEEMD方法的優(yōu)越性。設(shè)采樣頻率為200Hz、采樣時(shí)間5s的原始信號(hào)x，混入白噪聲k后得到含噪信號(hào)z，表達(dá)式如下:z=x+k=3sin(πt)+5sin(2πt)+4．5sin(8πt)+5randn(1，1000)信號(hào)x，z如圖1，染噪信號(hào)z分別用EMD、EEMD、CEEMD方法濾波降噪(EEMD與CEEMD添加相同標(biāo)準(zhǔn)差與數(shù)量的白噪聲，一般取0．01倍～0．5倍原信號(hào)(a)原始信號(hào)x(b)混入白噪聲后信號(hào)2圖1原始信號(hào)x與混入白噪聲后信號(hào)zFig．1Originalsignalxandsignalzmixedwhitenoise2振動(dòng)與沖擊2017年第36卷
【作者單位】： 天津大學(xué)水利工程仿真與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)子課題“極端條件下高碾壓混凝土壩動(dòng)力響應(yīng)機(jī)制”(2013CB035905-1)
【分類(lèi)號(hào)】：TV32

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1 譙雯;羅佩;劉國(guó)明;;基于自然激勵(lì)技術(shù)和HHT變換的重力壩模態(tài)分析[J];水利學(xué)報(bào);2014年08期

本文編號(hào)：2546134