基于頻響函數(shù)小波能量的結(jié)構(gòu)模型修正方法研究

基于頻響函數(shù)小波能量的結(jié)構(gòu)模型修正方法研究基于頻響函數(shù)小波能量的結(jié)構(gòu)模型修正方法研究

摘要：結(jié)構(gòu)模型的準(zhǔn)確性對(duì)于工程設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)安全至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型等效參數(shù)確定方法在某些情況下存在一定的局限性。為了改善這種情況，本文提出了一種基于頻響函數(shù)小波能量的結(jié)構(gòu)模型修正方法。首先，通過(guò)小波變換將結(jié)構(gòu)振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為頻域信號(hào)；然后，利用小波能量作為特征參數(shù)，通過(guò)頻響函數(shù)與小波能量之間的關(guān)系建立結(jié)構(gòu)模型；最后，通過(guò)對(duì)比模型的響應(yīng)與實(shí)測(cè)數(shù)值進(jìn)行修正，得到更加準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)模型。

1.引言

結(jié)構(gòu)振動(dòng)測(cè)試是結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的重要手段，可以獲得結(jié)構(gòu)在不同激勵(lì)下的頻響函數(shù)。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型等效參數(shù)確定方法通常基于頻響函數(shù)的峰值和谷值，但是在某些情況下，由于結(jié)構(gòu)的非線性特性和噪聲等因素的干擾，這種方法存在一定的局限性。

2.基于頻響函數(shù)小波能量的結(jié)構(gòu)模型修正方法

2.1小波變換

小波變換是一種時(shí)間與頻率變換的分析工具，具有很好的局部性和多分辨率特性。通過(guò)小波變換，可以將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)化為頻域信號(hào)，并獲得不同尺度下的信號(hào)分量。

2.2小波能量特征參數(shù)

對(duì)于結(jié)構(gòu)振動(dòng)信號(hào)，其小波變換后的頻域信號(hào)可以通過(guò)小波能量來(lái)表示。小波能量越大，表示某一頻段上的振動(dòng)幅度越高。根據(jù)結(jié)構(gòu)特性可以確定結(jié)構(gòu)頻率范圍，通過(guò)計(jì)算在該頻率范圍內(nèi)各尺度小波分量的能量，即可獲得結(jié)構(gòu)的特征參數(shù)。

2.3頻響函數(shù)與小波能量關(guān)系建立結(jié)構(gòu)模型

通過(guò)對(duì)多個(gè)結(jié)構(gòu)響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行小波變換，并計(jì)算其小波能量特征參數(shù)，可以建立頻響函數(shù)與小波能量之間的關(guān)系模型。該模型可以通過(guò)回歸分析等數(shù)學(xué)方法建立，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)模型的修正。

3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證基于頻響函數(shù)小波能量的結(jié)構(gòu)模型修正方法的有效性，選取了一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)示例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。首先，對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行激勵(lì)，并記錄結(jié)構(gòu)響應(yīng)信號(hào)；然后，對(duì)信號(hào)進(jìn)行小波變換，并計(jì)算尺度上的小波能量；最后，通過(guò)建立頻響函數(shù)與小波能量的關(guān)系模型，對(duì)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行修正。

4.結(jié)果與分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于頻響函數(shù)小波能量的結(jié)構(gòu)模型修正方法在準(zhǔn)確性上有顯著提升。通過(guò)對(duì)比修正前后的結(jié)構(gòu)響應(yīng)曲線，可以發(fā)現(xiàn)修正后的模型能夠更好地?cái)M合實(shí)測(cè)數(shù)值。同時(shí)，通過(guò)對(duì)不同激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行修正，并與實(shí)測(cè)數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，也進(jìn)一步驗(yàn)證了該方法的有效性。

5.結(jié)論

本文提出了一種基于頻響函數(shù)小波能量的結(jié)構(gòu)模型修正方法。通過(guò)小波變換將結(jié)構(gòu)振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為頻域信號(hào)，并利用小波能量作為特征參數(shù)建立結(jié)構(gòu)模型。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果表明，該方法能夠有效修正結(jié)構(gòu)模型，提高模型的準(zhǔn)確性。未來(lái)的研究可以進(jìn)一步探索基于小波能量的其他結(jié)構(gòu)參數(shù)確定方法，并對(duì)具體的工程應(yīng)用進(jìn)行研究。

本文提出了一種基于頻響函數(shù)小波能量的結(jié)構(gòu)模型修正方法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其有效性。結(jié)果表明，修正后的模型能夠更好地?cái)M合實(shí)測(cè)數(shù)值，提高了模型的準(zhǔn)確性。該方法將結(jié)構(gòu)振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為頻域信號(hào)，并利用小波能量作為特征參數(shù)建立結(jié)構(gòu)