水工結構工作模態(tài)辨識理論與應用

前言
第1章緒論
1.1水工結構反問題的提出
1.1.1反問題的定義
1.1.2流激振動動力學反問題的提出
1.1.3流激振動動力學反問題的分類
1.1.4流激振動動力學正、反問題的關系
1.2水工結構模態(tài)參數(shù)辨識方法及現(xiàn)狀
1.2.1傳統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)辨識方法
1.2.2基于環(huán)境激勵的模態(tài)參數(shù)辨識方法
1.2.3基于環(huán)境激勵的模態(tài)參數(shù)辨識研究進展
1.3本書章節(jié)框架
參考文獻
第2章水工結構泄流振動響應信號處理方法
2.1振動信號處理的基本概念
2.1.1振動過程描述及分類
2.1.2隨機振動的特點
2.2隨機振動信號處理方法
2.2.1消除多項式趨勢項
2.2.2采樣數(shù)據(jù)的平滑處理
2.3隨機振動信號的統(tǒng)計方法
2.3.1概率分布函數(shù)和概率密度函數(shù)
2.3.2均值、均方值及方差
2.3.3相關函數(shù)
2.4經典振動信號濾波方法
2.4.1數(shù)字濾波
2.4.2卡爾曼濾波
2.4.3小波濾波
2.4.4奇異值分解濾波
2.5基于二次濾波技術的泄流結構振動響應信號處理
2.5.1經驗模態(tài)分解
2.5.2小波閾值與EMD聯(lián)合濾波原理
2.5.3小波閾值與EMD聯(lián)合濾波流程圖
2.5.4仿真分析
2.5.5工程實例——拉西瓦拱壩水彈性模型特征參數(shù)提取
2.6隨機振動信號的積分和微分變換
2.7隨機振動信號的頻譜分析
2.8本章小結
參考文獻
第3章振動測試傳感器優(yōu)化布置方法
3.1概述
3.2傳感器優(yōu)化布置方法
3.2.1傳統(tǒng)有效獨立法原理
3.2.2距離系數(shù)—有效獨立法原理
3.2.3有效獨立—總位移法
3.2.4平均加速度幅值—變形比法
3.3有限元仿真理論與方法
3.3.1有限元仿真理論
3.3.2有限元模擬方法
3.4算例分析與效果評價
3.4.1建立模型及模態(tài)分析
3.4.2四種傳感器優(yōu)化布置方案
3.4.3方案評價
3.5本章小結
參考文獻
第4章基于帶通濾波的模態(tài)參數(shù)綜合辨識
4.1傳統(tǒng)模態(tài)參數(shù)時域辨識方法
4.1.1隨機減量法
4.1.2自然激勵技術
4.1.3ITD法
4.1.4STD法
4.1.5復指數(shù)法
4.1.6ARMA模型時間序列法
4.2工程實例
4.3本章小結
參考文獻
第5章基于系統(tǒng)狀態(tài)空間的模態(tài)參數(shù)辨識
5.1系統(tǒng)的可辨識性
5.1.1系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程描述
5.1.2系統(tǒng)的可控性與可觀性
5.1.3系統(tǒng)最小實現(xiàn)
5.2基于ERA算法的模態(tài)參數(shù)辨識
5.3基于SSI算法的模態(tài)參數(shù)辨識
5.3.1隨機子空間算法
5.3.2模態(tài)參數(shù)提取
5.4基于奇異熵增量的系統(tǒng)定階
5.4.1奇異熵增量
5.4.2系統(tǒng)階次的選取準則
5.5噪聲模態(tài)的剔除及算法流程
5.5.1ERA算法噪聲模態(tài)剔除及算法流程
5.5.2SSI算法噪聲模態(tài)剔除及算法流程
5.5.3仿真實例
5.6ERA算法與SSI算法的異同
5.7高壩泄流結構的水流荷載特點
5.7.1高拱壩泄流脈動荷載特點
5.7.2溢流壩泄流脈動荷載特點
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
5.8.1基于ERA算法的拱壩模態(tài)參數(shù)辨識
5.8.2基于SSI算法的拱壩模態(tài)參數(shù)辨識
5.8.3辨識結果分析
5.9工程實例2——三峽溢流壩及左導墻工作模態(tài)參數(shù)辨識
5.9.1三峽溢流壩及左導墻振動測試
5.9.2溢流壩及左導墻工作模態(tài)參數(shù)辨識
5.9.3對比分析與驗證
5.10高壩泄洪振動的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)
5.11本章小結
參考文獻
第6章基于HHT變換的模態(tài)參數(shù)辨識
6.1HHT變換基本理論
6.1.1EMD算法
6.1.2Hilbert變換
6.1.3Hilbert譜
6.2HHT模態(tài)參數(shù)辨識原理
6.3HHT法的優(yōu)越性
6.4仿真實例
6.5工程實例
6.5.1三峽重力壩
6.5.2景電工程渡槽
6.6本章小結
參考文獻
第7章基于獨立分量分析的模態(tài)參數(shù)辨識
7.1獨立分量基本理論
7.1.1獨立分量的問題描述
7.1.2獨立分量的基本假設
7.1.3獨立分量的預處理
7.1.4獨立分量的獨立性判據(jù)
7.1.5一種重要的ICA算法—FASTICA算法
7.2獨立分量技術辨識模態(tài)參數(shù)
7.3模型試驗
7.3.1試驗概況
7.3.2獨立分量技術辨識模態(tài)參數(shù)
7.4本章小結
參考文獻
第8章基于頻域法的工作模態(tài)參數(shù)辨識
8.1頻域分解法的基本原理
8.1.1結構泄流激勵響應間的互功率譜函數(shù)理論
8.1.2辨識算法
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
8.1.4阻尼比的計算
8.2數(shù)值模型驗證
8.3泄流激勵下高拱壩模態(tài)參數(shù)頻域法辨識與驗證
8.3.1高拱壩模態(tài)參數(shù)頻域法辨識
8.3.2對比分析與驗證
8.4本章小結
參考文獻
第9章結論與展望