基于HHT边际移动谱的结构参数时变特性识别

为了识别结构模态参数及其时变特性,以HilbertHuang变换(HHT)方法为基础,结合传递函数的概念,定义了HHT边际谱、HHT边际谱频响函数及HHT边际移动谱。相比使用恒定频率和模态振幅而言,HHT方法可以更好地处理信号的非线性和非平稳性,它由经验模态分解和Hilbert谱分析组成。首先对信号进行经验模态分解,得到若干个固有模态函数(IMF),然后对IMF进行Hilbert变换得到信号的边际谱。相比Hilbert边际谱,边际谱频响函数能够识别高一阶模态参数,而边际移动谱可以识别结构模态参数的时变特性。对一个3层钢筋混凝土框架结构三线型退化模型在强震作用下的各层输出加速度响应进行HHT边际移动谱分析,识别出了结构在强震作用下刚度折减、自振频率随着地震加速度的增加而改变的过程,表明边际移动谱可以识别结构参数的时变特性。

诊断铁路接触网硬点CEEMDAN-SPWVD边际指数方法

在接触网检测中,通常用受电弓滑板滑行时垂直方向上的加速度最大值来表示硬点,基于这个特点,提出一种新的诊断铁路接触网硬点CEEMDAN-SPWVD边际指数方法。对受电弓垂向加速度数据进行自适应噪声的完整集合经验模态分解CEEMDAN,得到若干固有模态函数(IMF),计算各阶IMF的平滑伪Wigner Ville分布SPWVD。将各IMF的时频分布进行叠加得到弓网系统振动的时频信息。根据时频分布得到的边际谱移动窗频率选择范围,以及接触网硬点的冲击特性,选择合适的时间窗长,以计算信号的移动滤波边际谱,并用于诊断接触网硬点病害。根据大量的检测数据对移动边际谱进行归一化处理,得到接触网边际指数(CMI)。在该方法中CEEMDAN将同一时间不同成分信号分离开,以避免交叉项干扰,而SPWVD相比WVD分布能有效消除不同时间冲击之间产生的交叉项干扰,最后归一化处理得到的CMI解决了直接通过幅值诊断硬点绝对阈值难以确定的问题。将该方法应用于接触网检测车实测数据,经过一系列分析,验证了该方法的有效性和稳定性。

Hilbert-Huang变换在结构参数时变特性识别中的应用

定义了希尔伯特-黄(HHT)边际移动谱,对一个三层混凝土结构三线型退化模型在强震作用下的输出加速度进行分析,识别出了结构在强震作用下刚度折减、自振频率随着地震加速度的增加而改变的过程,表明边际移动谱具备了识别结构参数时变特征的能力。