基于NExT-ERA与SSI-DATA环境激励下的低频振荡辨识方法比较

随着广域测量系统的应用,采用环境激励下相量测量单元量测得到的类噪声信号进行低频振荡在线模态辨识具有很好的应用前景。针对NEx T-ERA以及SSI-DATA 2种环境激励下的低频振荡辨识方法进行性能评估。简要回顾2种算法的基本原理;基于算法中关键参数以及仿真条件设置不同的评估标准,通过仿真算例的模态参数辨识对2种算法的性能进行分析比较;对2种算法各自的优点和适用性进行评估与总结。

环境激励下桥梁结构模态参数识别方法的研究

研究了在环境激励下对桥梁结构进行模态参数识别的一种时域联合算法:自然环境激励技术(NExT)和特征系统实现算法(ERA)的结合(简称NExT/ERA法)。通过对某一预应力混凝土连续梁桥结构的仿真,其中考虑了利用加速度信号、外界白噪声因素的影响,验证了方法的有效性,并指出NExT/ERA法适合于环境振动下桥梁结构的监测、诊断。

基于模糊聚类的NExT-ERA低频振荡类噪声辨识

低频振荡模态分析为电网的安全稳定运行提供了最基本的信息要素。针对环境激励下PMU量测的类噪声信号,讨论了自然激励技术结合特征系统实现算法(NEx T-ERA)进行低频振荡模态识别的适用性,对非同步量测信号采用数据截断预处理后,利用该方法同样可以实现有效辨识。引入模糊C均值聚类算法对辨识结果中真伪模态进行自动拾取,提高了辨识精度。通过对IEEE4机11节点系统和IEEE16机68节点系统的仿真数据分析,表明所提出的方法对低频振荡类噪声信号具有较高的模态辨识能力和计算效率,在低频振荡广域监测中具有很好的应用前景。

基于NExT/ERA方法环境激励下的船体结构模型总体模态参数识别

运行模态识别是一种仅仅根据环境激励下的结构振动响应来提取结构模态参数的方法,此方法一般基于环境激励为白噪声的假设。文章讨论了NExT/ERA方法在船体结构总体模态识别中的可行性,并采用了自然激励技术与特征系统实现算法相结合的方法,识别了船体模型的总体模态参数。文中还讨论了NExT/ERA方法的基本理论及计算流程,并引入了奇异值分解图和稳定图相结合的方法更好地确定系统的阶次;最后,用NExT/ERA算法有效地识别了简支梁模型和船体模型的模态参数。

环境激励下船体模态参数识别实验研究

运行模态识别是一种仅仅根据环境激励下结构振动响应提取结构模态参数的方法,常基于环境激励为白噪声特征的情况。由于船舶螺旋桨、主机及其它激励的特点,船体结构响应在频率上既有较强的单频成分,低频段也存在非常丰富的相对较弱的成分。因此航行中的船舶所受激励呈现为白噪声和确定若干单频频率的叠加作用。基于船舶结构的环境激励特点,讨论船舶结构运行模态参数识别方法,及NExT/ERA方法在船体结构总体模态识别中的应用,通过一艘实船模态实验识别了船体模型的总体模态参数。

环境振动响应下悬索桥的系统识别

对环境振动响应下悬索桥系统识别的应用进行研究和评估。为获得桥的动力特征,采用只有两个输出时间域的系统识别方法,即与Ibrahim时域方法相结合的随机衰减法,与特征系统实现算法相结合的自然励磁技术。研究两种方法的精度和效果并与有限元方法结果进行了比较。两种方法论证的系统识别的结果表明,环境振动测量可以提供桥动态特征的可靠信息。然而,与特征系统实现算法相结合的自然励磁技术更实用和有效,尤其是应用于多波段测量庞大数据时。3天的测量结果显示,风速与自然频率和阻尼比率相关,尤其在低阶模态时。

含集中参数弹性梁振动特性解析与实验识别

基于Laplace变换推导出含集中质量与集中刚度弹性梁的振型函数和典型边界条件对应的频率方程,针对有一个集中质量与一个集中刚度的悬臂梁,求解出其固有特性,并利用基于自然激励技术(natural excitation technique,简称NExT)的特征系统实现算法(eigensystem realization algorithm,简称ERA),即NExT-ERA法对相应结构系统进行了模态识别。通过对比解析结果和实验结果,分别讨论了集中质量与集中刚度大小变化和位置变化时对梁振动特性的影响,得出了集中质量和集中刚度在悬臂梁上位置和大小变化时,悬臂梁固有频率的相应变化规律,为工程中具有集中质量和集中刚度等直弹性梁的振动分析方法和集中参数布置设计提供了参考。

基于多参考点稳定图的斜拉桥模态参数识别

针对激励未知情况下,运行模态分析容易遗漏真实模态和产生虚假模态的问题,提出了基于特征系统实现算法的多参考点稳定图算法.该算法通过设置不同的参考点,利用自然激励技术结合特征系统实现算法识别模态参数,以阻尼比、基于输出矩阵的一致模态指标和模态置信度作为判别指标,确定可信度最高的模态参数.运用该算法和增强频域分解法对大跨度斜拉桥———崖门大桥的实测数据进行识别分析.结果表明,文中算法能准确地识别出低阶模态参数,能为有限元模型修正提供良好的基础.

墩梁固结处模拟方式对连续刚构桥动力特性的影响

连续刚构桥墩梁固结处存在一个较大范围的刚域,其模拟方式对连续刚构桥动力特性有直接影响。拟采用4种(共节点、主从约束、刚性材料、实体单元)不同方式,来分析墩梁固结处的模拟方式对高墩大跨径连续刚构桥动力特性的影响,同时运用自然环境激励技术联合特征系统实现算法(NExT/ERA法),测试出实际桥梁结构的模态频率与振型,并与上述4种模拟方式比较。结果表明,采用NExT/ERA法能很好地识别出结构的模态参数,不同模拟方式对桥梁结构的动力特性有较大影响,实体单元有限元模型最为精确,刚性材料法也能够很好地模拟墩梁固结处的刚域,对高墩大跨径连续刚构桥这种存在较大范围刚域的结构必须要对刚域准确模拟才能够得出结构正确的动力特性。

钢管混凝土拱桥模型的理论和试验模态分析

在环境激励条件下,仅用测得的输出响应识别结构的模态参数越来越受到重视。首先,用自然激励技术和特征系统实现算法对一个悬臂槽钢进行了模态参数识别,并与已知的有限元结果进行了比较,吻合较好,从而证明了该模态识别技术和所使用的整套仪器的可信度;然后,用该方法对一个较复杂的钢管混凝土拱桥模型进行了模态参数识别,并与ANSYS建立的有限元模型进行了比较,指出了有限元建模过程的误差和需要改进的地方。

模拟环境激励下结构模态参数识别试验研究

为了实现结构基于振动特性的健康监测,进行了在线模态参数识别。综合自然激励技术和特征系统实现算法,进行了模拟环境激励下结构的时域模态参数识别。利用特征灵敏度分析得到质量归一化振型。对一个两层钢支撑框架模型进行了模拟环境激励试验和力锤激励试验;通过改变结构质量和特征灵敏度分析,得到质量归一化振型;同时进行了有限元计算分析。通过试验模态参数识别与有限元计算得到的模态参数的对比,证明了该方法的有效性。