基于Laplace小波相关滤波的结构模态参数精确识别方法

英文篇名：HIGH PRECISION MODAL PARAMETER IDENTIFICATION BASED ON LAPLACE WAVELET CORRELATION FILTERING
中文刊名：机械工程学报
英文刊名：Chinese Journal of Mechanical Engineering
作者：祁克玉 ; 向家伟 ; 訾艳阳 ; 何正嘉
英文作者：QI Keyu~1 XlANG Jiawei~1 ZI Yanyang~1 HE Zhengjia~2 (1.School of Mechanical Engineering ; Xi'an Jiaotong University ; Xi'an 710049 ; 2.State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering ; Xi'an Jiaotong University ; Xi'an 710049)
中文关键词：模态参数识别 ; Laplace小波 ; 经验模式分解 ; 相关滤波
英文关键词：Modal parameter identification ; Laplace wavelet ; Empirical mode decomposition(EMD) ; Correlation filtering
出版日期：2007-09-15
机构：西安交通大学机械工程学院,西安交通大学机械工程学院,西安交通大学机械工程学院,西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安 710049,西安 710049,西安 710049,西安 710049
年：2007
期：09
出版单位：机械工程学报

摘要

为了从结构脉冲响应信号中精确识别结构模态参数,提出一种基于Laplace小波相关滤波的结构模态参数精确识别方法。首先对结构的脉冲响应信号进行经验模式分解,将结构多阶模态响应信号分解为与各单阶模态响应信号一一对应的分量,再对这些分量分别进行Laplace小波相关滤波便可准确识别结构的各阶模态参数。仿真信号的计算结果表明该方法可以得到精确的阻尼固有频率,并能准确地锁定阻尼比。悬臂梁力锤激励试验结果表明该方法在实际结构的模态参数识别中也非常有效。
Focused on the modal parameter identification from impulse response signals,a novel method of modal parameters identification based on Laplace wavelet correlation filtering is proposed.Using EMD method,the response signals of structure are firstly decomposed into several uncoupled signals,vibrating at a natural frequency.Secondly,the Laplace wavelet correla- tion filtering method is employed to identify modal parameters from each uncoupled signal.The computing results of simula- tive signals show that the proposed method can not only iden- tify accurate damped natural frequency parameters,but also identify the damping ratio with high precision.The analyzing results of experiment signals show that the proposed method is also effective in practical application.

引文

[1]MOTTERSHEAD J E,FRISWELL M I.Model updating in structural dynamics:a survey[J].Journal of Sound and Vibration,1993,167(2):347-375.
    [2]谭冬梅，姚三，瞿伟廉．振动模态的参数识别综述[J]．华中科技大学学报(城市科学版)，2002，19(3)：73-78．
    [3]苏向荣，丁康，谢明．用传递函数估计小阻尼的新方法[J]．机械科学与技术，2003，22(5)：717-720．
    [4]张志谊，续秀忠，华宏星，等．基于信号时频分解的模态参数识别[J]．振动工程学报，2002，15(4)：389-394．
    [5]樊江玲，张志谊，华宏星．从响应信号辨识斜拉桥模型的模态参数[J]．振动与冲击，2004，23(4)92-95．
    [6]丁康，张晓飞．频谱校正理论的发展[J]．振动工程学报，2000，13(1)：14-22．
    [7]陈奎孚，焦群英．半功率点法估计阻尼比的误差分析[J]．机械强度，2002，24(4)：510-514．
    [8]陈隽，徐幼麟，李杰．Hilbert-Huang变换在密频结构阻尼识别中的应用[J]．地震工程与工程振动，2003，23(4)：34-42．
    [9]何正嘉，訾艳阳，孟庆丰，等．机械设备非平稳信号的故障诊断原理及应用[M]．北京：高等教育出版社，2001
    [10]HUANG N E,SHEN Z,LONG S R,et al.The empirical mode decomposition and the Hilbert spectrum for nonlin- ear and non-stationary time series analysis [J].Proc.R. Soc.Lond,1998,454:903-995.
    [11]李兵，陈雪峰，何正嘉，等．基于小波有限元法的悬臂梁裂纹识别的实验研究[J]．机械工程学报，2005，41(5)：114-118．
    [12]STRANG G,NGUYEN T.Wavelet and filter banks[M]. Wellesley:Wellesley-Cambridge Press,1996.
    [13]LAWRENCE C,FREUDINGER R L,MARTIN J B.Cor- relation filtering of modal dynamics using the Laplace wavelet[C]//Proceedings of 16th International Modal Analysis Conference.California:Santa Barbara,1998: 868-877.
    [14]何正嘉，訾艳阳．Laplace小波及其工程应用[J]．工程数学学报，2001，18(5)：87-92．