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(dòng)動(dòng)力學(xué)反問題的提出4
1.1.3流激振動(dòng)動(dòng)力學(xué)反問題的分類5
1.1.4流激振動(dòng)動(dòng)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(shí)方法及現(xiàn)狀6
1.2.1傳統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)辨識(shí)方法7
1.2.2基于環(huán)境激勵(lì)的模態(tài)參數(shù)辨識(shí)方法8
1.2.3基于環(huán)境激勵(lì)的模態(tài)參數(shù)辨識(shí)研究進(jìn)展12
1.3本書章節(jié)框架16
參考文獻(xiàn)17
第2章水工結(jié)構(gòu)泄流振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)處理方法22
2.1振動(dòng)信號(hào)處理的基本概念22
2.1.1振動(dòng)過程描述及分類22
2.1.2隨機(jī)振動(dòng)的特點(diǎn)23
2.2隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)處理方法23
2.2.1消除多項(xiàng)式趨勢(shì)項(xiàng)23
2.2.2采樣數(shù)據(jù)的平滑處理25
2.3隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)的統(tǒng)計(jì)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(dòng)信號(hào)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(dòng)響應(yīng)信號(hào)處理42
2.5.1經(jīng)驗(yàn)?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(shí)例——拉西瓦拱壩水彈性模型特征參數(shù)提取53
2.6隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)的積分和微分變換61
2.7隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)的頻譜分析63
2.8本章小結(jié)67
參考文獻(xiàn)68
第3章振動(dòng)測(cè)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(dú)立法原理71
3.2.2距離系數(shù)有效獨(dú)立法原理72
3.2.3有效獨(dú)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(píng)價(jià)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(píng)價(jià)83
3.5本章小結(jié)87
參考文獻(xiàn)88
第4章基于帶通濾波的模態(tài)參數(shù)綜合辨識(shí)90
4.1傳統(tǒng)模態(tài)參數(shù)時(shí)域辨識(shí)方法90
4.1.1隨機(jī)減量法90
4.1.2自然激勵(lì)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(shí)間序列法102
4.2工程實(shí)例105
4.3本章小結(jié)109
參考文獻(xiàn)109
第5章基于系統(tǒng)狀態(tài)空間的模態(tài)參數(shù)辨識(shí)110
5.1系統(tǒng)的可辨識(shí)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(shí)現(xiàn)115
5.2基于ERA算法的模態(tài)參數(shù)辨識(shí)115
5.3基于SSI算法的模態(tài)參數(shù)辨識(shí)117
5.3.1隨機(jī)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(shí)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(diǎn)127
5.7.1高拱壩泄流脈動(dòng)荷載特點(diǎn)127
5.7.2溢流壩泄流脈劫荷載特點(diǎn)129
5.8工程實(shí)例1——拉西瓦拱壩水彈性模型模態(tài)參數(shù)辨識(shí)131
5.8.1基于ERA算法的拱壩模態(tài)參數(shù)辨識(shí)131
5.8.2基于SSI算法的拱壩模態(tài)參數(shù)辨識(shí)133
5.8.3辨識(shí)結(jié)果分析136
5.9工程實(shí)例2——三峽溢流壩及左導(dǎo)墻工作模態(tài)參數(shù)辨識(shí)136
5.9.1三峽溢流壩及左導(dǎo)墻振動(dòng)測(cè)試137
5.9.2溢流壩及左導(dǎo)墻工作模態(tài)參數(shù)辨識(shí)139
5.9.3對(duì)比分析與驗(yàn)證141
5.10高壩泄洪振動(dòng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)148
5.11本章小結(jié)148
參考文獻(xiàn)149
第6章基于HHT變換的模態(tài)參數(shù)辨識(shí)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(shí)原理153
6.3HHT法的優(yōu)越性155
6.4仿真實(shí)例156
6.5工程實(shí)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(xiàn)171
第7章基于獨(dú)立分量分析的模態(tài)參數(shù)辨識(shí)172
7.1獨(dú)立分量基本理論172
7.1.1獨(dú)立分量的問題描述173
7.1.2獨(dú)立分量的基本假設(shè)173
7.1.3獨(dú)立分量的預(yù)處理173
7.1.4獨(dú)立分量的獨(dú)立性判據(jù)175
7.1.5一種重要的ICA算法-FASTICA算法177
7.2獨(dú)立分量技術(shù)辨識(shí)模態(tài)參數(shù)177
7_3模型試驗(yàn)178
7.3.1試驗(yàn)概況178
7.3.2獨(dú)立分量技術(shù)辨識(shí)模態(tài)參數(shù)179
7.4本章小結(jié)183
參考文獻(xiàn)183
第8章基于頻域法的工作模態(tài)參數(shù)辨識(shí)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(lì)響應(yīng)間的互功率譜函數(shù)理論185
8.1.2辨識(shí)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(jì)算188
8.2數(shù)值模型驗(yàn)證189
8.3泄流激勵(lì)下高拱壩模態(tài)參數(shù)頻域法辨識(shí)與驗(yàn)證193
8.3.1高拱壩模態(tài)參數(shù)頻域法辨識(shí)193
8.3.2對(duì)比分析與驗(yàn)證197
8.4本章小結(jié)199
參考文獻(xiàn)200
第9章結(jié)論與展望201