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基于平稳性和信噪比的桥梁环境振动响应信号质量评价
| 论文题名： | 基于平稳性和信噪比的桥梁环境振动响应信号质量评价 |
| 关键词： | 环境振动;模态参数识别;信号评价;平稳性检验;桥梁工程 |
| 摘要： | 环境激励振动试验,具有无需贵重的激励设备,不用打断结构的正常使用,方便省时等特点,是目前土木工程结构广泛使用的系统识别技术。由于环境振动试验仅仅测量结构振动响应的输出数据,因此绝大多数的模态参数识别方法都需要对输入数据作数学上的处理,比如假设激励(输入)为白噪声,但实际输入信号不一定满足白噪声假定,并且输出信号会不可避免受到噪声干扰,导致识别结果的不确定性,严重影响了识别效果。因此,如何评价环境振动试验振动信号质量,成为工程结构系统识别十分活跃的研究课题。本文对目前振动响应数据平稳性检验方法、输出信号信噪比的理论、算法、实桥应用进行了深入的探讨。完成的主要工作和结论包括: 1.介绍了随机数据平稳性检验理论、假设,根据数据非平稳性可以用数据均方值中时间趋势项来表征的假设,用统计量均方值进行随机数据的平稳性轮次检验。仿真实验验证了轮次检验能很好的检验具有代表性平稳信号(白噪声)和非平稳信号(地震波)的平稳特征。 2.提出利用奇异谱分析技术和奇异熵增量的导数来实现系统定阶,进行基于奇异值分解的信噪比估计方法；并研究了基于时间序列分析的自回归模型进行信噪比估计方法；比较了数值信号的奇异值分解方法和自回归模型方法的信噪比估计值,数值仿真结果表明,两种计算方法都能够进行信噪比估计计算,比较而言自回归模型的信噪比估计算法精度更高。 3.完成了湛江海湾大桥工作状态下环境振动试验,用轮次法对12小时响应记录数据进行平稳性检验以及用基于时序分析的自回归模型信噪比估计方法对湛江海湾大桥实测响应记录进行了分段信噪比计算。结果表明,论文提出的从随机数据的平稳性和信噪比两个方面去评价桥梁环境振动响应信号质量足可行的,可以较好地评价实桥信号的质量。 |
| 作者： | 谢居静 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 任伟新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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