目錄
前言
第1章緒論1
1.1水工結(jié)構(gòu)反問題的提出3
I.I.I反問題的定義3
1.1.2流激振動動力學(xué)反問題的提出4
1.1.3流激振動動力學(xué)反問題的分類5
1.1.4流激振動動力學(xué)正、反問題的關(guān)系6
1.2水工結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)辨識方法及現(xiàn)狀6
1.2.1傳統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)辨識方法7
1.2.2基于環(huán)境激勵的模態(tài)參數(shù)辨識方法8
1.2.3基于環(huán)境激勵的模態(tài)參數(shù)辨識研究進展12
1.3本書章節(jié)框架16
參考文獻17
第2章水工結(jié)構(gòu)泄流振動響應(yīng)信號處理方法22
2.1振動信號處理的基本概念22
2.1.1振動過程描述及分類22
2.1.2隨機振動的特點23
2.2隨機振動信號處理方法23
2.2.1消除多項式趨勢項23
2.2.2采樣數(shù)據(jù)的平滑處理25
2.3隨機振動信號的統(tǒng)計方法27
2.3.1概率分布函數(shù)和概率密度函數(shù)27
2.3.2均值、均方值及方差27
2.3.3相關(guān)函數(shù)28
2.4經(jīng)典振動信號濾波方法29
2.4.1教字濾波30
2.4.2卡爾曼濾波34
2.4.3小波濾波36
2.4.4奇異值分解濾波41
2.5基于二次濾波技術(shù)的泄流結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)信號處理42
2.5.1經(jīng)驗?zāi)�態(tài)分解43
2.5.2小波閾值與EMD聯(lián)合濾波原理44
2.5.3小波閾值與EMD聯(lián)合濾波流程圖45
2.5.4仿真分析48
2.5.5工程實例——拉西瓦拱壩水彈性模型特征參數(shù)提取53
2.6隨機振動信號的積分和微分變換61
2.7隨機振動信號的頻譜分析63
2.8本章小結(jié)67
參考文獻68
第3章振動測試傳感器優(yōu)化布置方法70
3.1概述70
3.2傳感器優(yōu)化布置方法71
3.2.1傳統(tǒng)有效獨立法原理71
3.2.2距離系數(shù)有效獨立法原理72
3.2.3有效獨立總位移法74
3.2.4平均加速度幅值變形比法75
3.3有限元仿真理論與方法77
3.3.1有限元仿真理論79
3.3.2有限元模擬方法80
3.4算例分析與效果評價81
3.4.1建立模型及模態(tài)分析81
3.4.2四種傳感器優(yōu)化布置方案82
3.4.3考案評價83
3.5本章小結(jié)87
參考文獻88
第4章基于帶通濾波的模態(tài)參數(shù)綜合辨識90
4.1傳統(tǒng)模態(tài)參數(shù)時域辨識方法90
4.1.1隨機減量法90
4.1.2自然激勵技術(shù)94
4.1.3ITD法96
4.1.4STD法99
4.1.5復(fù)指數(shù)法101
4.1.6ARMA模型時間序列法102
4.2工程實例105
4.3本章小結(jié)109
參考文獻109
第5章基于系統(tǒng)狀態(tài)空間的模態(tài)參數(shù)辨識110
5.1系統(tǒng)的可辨識性110
5.1.1系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程描述110
5.1.2系統(tǒng)的可控性與可觀性113
5.1.3系統(tǒng)最小實現(xiàn)115
5.2基于ERA算法的模態(tài)參數(shù)辨識115
5.3基于SSI算法的模態(tài)參數(shù)辨識117
5.3.1隨機子空間算法118
5.3.2模態(tài)參數(shù)提取120
5.4基于奇異熵增量的系統(tǒng)定階120
5.4.1奇異熵增量121
5.4.2系統(tǒng)階次的選取準(zhǔn)則122
5.5噪聲模態(tài)的剔除及算法流程123
5.5.1ERA算法噪聲模態(tài)剔除及算法流程123
5.5.2SSI算法噪聲模態(tài)剔除及算法流程124
5.5.3仿真實例125
5.6ERA算法與SSI算法的異同126
5.7高壩泄流結(jié)構(gòu)的水流荷載特點127
5.7.1高拱壩泄流脈動荷載特點127
5.7.2溢流壩泄流脈劫荷載特點129
5.8工程實例1——拉西瓦拱壩水彈性模型模態(tài)參數(shù)辨識131
5.8.1基于ERA算法的拱壩模態(tài)參數(shù)辨識131
5.8.2基于SSI算法的拱壩模態(tài)參數(shù)辨識133
5.8.3辨識結(jié)果分析136
5.9工程實例2——三峽溢流壩及左導(dǎo)墻工作模態(tài)參數(shù)辨識136
5.9.1三峽溢流壩及左導(dǎo)墻振動測試137
5.9.2溢流壩及左導(dǎo)墻工作模態(tài)參數(shù)辨識139
5.9.3對比分析與驗證141
5.10高壩泄洪振動的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)148
5.11本章小結(jié)148
參考文獻149
第6章基于HHT變換的模態(tài)參數(shù)辨識151
6.1HHT變換基本理論151
6.1.1EMD算法151
6.1.2Hilbert變換152
6.1.3Hilbert譜153
6.2HHT模態(tài)參數(shù)辨識原理153
6.3HHT法的優(yōu)越性155
6.4仿真實例156
6.5工程實例161
6.5.1三峽重力壩161
6.5.2景電工程渡槽163
6.6本章小結(jié)170
參考文獻171
第7章基于獨立分量分析的模態(tài)參數(shù)辨識172
7.1獨立分量基本理論172
7.1.1獨立分量的問題描述173
7.1.2獨立分量的基本假設(shè)173
7.1.3獨立分量的預(yù)處理173
7.1.4獨立分量的獨立性判據(jù)175
7.1.5一種重要的ICA算法-FASTICA算法177
7.2獨立分量技術(shù)辨識模態(tài)參數(shù)177
7_3模型試驗178
7.3.1試驗概況178
7.3.2獨立分量技術(shù)辨識模態(tài)參數(shù)179
7.4本章小結(jié)183
參考文獻183
第8章基于頻域法的工作模態(tài)參數(shù)辨識185
8.1頻域分解法的基本原理185
8.1.1結(jié)構(gòu)泄流激勵響應(yīng)間的互功率譜函數(shù)理論185
8.1.2辨識算法186
8.1.3功率譜密度函數(shù)的模態(tài)頻率置信區(qū)間(MCF)的確定187
8.1.4阻尼比的計算188
8.2數(shù)值模型驗證189
8.3泄流激勵下高拱壩模態(tài)參數(shù)頻域法辨識與驗證193
8.3.1高拱壩模態(tài)參數(shù)頻域法辨識193
8.3.2對比分析與驗證197
8.4本章小結(jié)199
參考文獻200
第9章結(jié)論與展望201