基于隨機子空間法的梁橋模態(tài)參數(shù)識別.pdf

1、基于隨機子空間法(簡稱SSI)的模態(tài)參數(shù)識別方法是環(huán)境激勵下模態(tài)參數(shù)識別的方法之一。它無需施加人為激勵、僅對輸出信號進行力學和數(shù)學分析，在時域內(nèi)進行模態(tài)參數(shù)識別，具有理論上的可信度和工程應(yīng)用上的可行性。因此該方法在工程界得到了廣泛的使用，是模態(tài)參數(shù)識別方法的重要研究方向。 首先從模態(tài)參數(shù)識別的概念出發(fā)簡述當前模態(tài)參數(shù)識別的研究概況與發(fā)展趨勢，介紹了橋梁工程模態(tài)參數(shù)識別理論以及基于模態(tài)參數(shù)的損傷識別研究的意義，給出了所要展開的主要

2、研究工作。隨后介紹了環(huán)境激勵條件下模態(tài)參數(shù)識別發(fā)展概況和基本理論。并詳細介紹了常用的環(huán)境激勵條件下模態(tài)參數(shù)識別的方法以及振動系統(tǒng)特征值和特征向量的計算方法。本文第三章主要介紹了隨機子空間識別方法。隨機子空間識別方法是一種新的時域識別方法，該方法僅用環(huán)境激勵下的響應(yīng)數(shù)據(jù)，通過QR分解和SVD分解等一套正交投影算法來識別系統(tǒng)模型。詳細介紹了協(xié)方差驅(qū)動隨機子空間和數(shù)據(jù)驅(qū)動隨機子空間模態(tài)參數(shù)識別的步驟，提到了基于參考點的隨機子空間法，并給出了他

3、們的區(qū)別和聯(lián)系。 隨后，對隨機子空間識別算法進行數(shù)值驗證。以連續(xù)梁橋和簡支梁橋為例，采用ANSYS程序建立結(jié)構(gòu)有限元模型，對結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析，獲取結(jié)構(gòu)的模態(tài)信息，編制了基于MATLAB平臺的識別算法程序，并考慮噪聲影響，驗證隨機子空間識別算法的可行性、有效性和適用性。隨機子空間方法的關(guān)鍵是Hankel矩陣的維數(shù)和系統(tǒng)階次的確定，本文采用的是協(xié)方差驅(qū)動隨機子空間方法對梁橋進行識別，討論了系統(tǒng)階次的選擇對識別結(jié)果的影響。 最