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基于改进EMD—ICA的结构模态参数识别研究
  • ISSN号:1000-4750
  • 期刊名称:《工程力学》
  • 时间:0
  • 分类:TU317.5[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]福州大学土木工程学院,福建,福州350108, [2]辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁,抚顺113001
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51278127,50878057);国家“十二五”科技支撑计划项目(2012BAJ14805)
中文摘要:

该文针对频带滤波改进经典经验模态分解(EmpiricalModeDecomposition,EMD)的模态分解能力不足时产生过多虚假模态的问题以及真正本征模函数(IntrinsicModeFunction,IMF)的判定问题,提出了将改进EMD与独立分量相结合的信号分析方法。该方法不需要人为预先设定阈值,能够自动分离出真正的IMF分量,消除改进EMD过程中产生的虚假模态,保障EMD分解信号的有效性。然后利用随机减量技术获得各IMFs的自由模态,最后利希尔伯特变换和最小二乘拟合技术相结合的方法来识别出结构的频率和阻尼比,并通过两个数值算例和一个七层钢框架的模态试验予以验证。研究结果表明:该方法可有效解决改进EMD的缺陷,并成功识别出结构的模态参数。

英文摘要:

Considering the problem of a false modal and the decision of a real IMF in an improved Empirical Mode Decomposition (EMD) by using frequency-band filters, a signal analysis method based on the combination of improved EMD and Independent Component Analysis (ICA) was proposed. This proposed method does not require setting a threshold in advance, and the real IMF component can be isolated automatically. This method also can eliminated the false modal components, which appeared in the process of an improved EMD, thusly it can make sure the validity of an EMD very well. Afterwards, the random decrement technique (RDT) is used to obtain free vibration modes of each IMF. Finally, Hilbert Transform (HT) and the least square fitting are employed to identify structural modal parameters from these free vibration modes. Firally, the presented method is used to identify modal parameters of two numerical examples and a seven-story steel frame. The results show that the proposed method can resolve the drawbacks of an improved EMD more effectively, and the modal parameters can be identified successfully.

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期刊信息
  • 《工程力学》
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  • 主办单位:中国力学学会
  • 主编:袁驷
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  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4750
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2595/O3
  • 邮发代号:82-862
  • 获奖情况:
  • 1999年获在物理、力学类刊物中影响因子位居第二(0...
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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