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1、第27卷第8期Vol.27No.8工程力学2010年8月Aug.2010ENGINEERINGMECHANICS54文章编号：1000-4750(2010)08-0054-06基于Hilbert-Huang变换和自然激励技术的模态参数识别*1,23韩建平，李达文(1.兰州理工大学防震减灾研究所，甘肃，兰州730050；2.同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海200092；3.湖南中大设计院有限公司，湖南，长沙410075)摘要：基于工程结构振动信号的分析与处理识别结构的模态参数，是结构健康监测和损伤诊断的重要手段之一。基于傅里叶分析的信号处理方法对非线性、非稳态信
2、号的处理能力差，传统的模态参数识别方法也存在阻尼比识别精度不高的问题。基于Hilbert-Huang变换和自然激励技术，提出了一种新的模态参数识别方法，首先通过经验模态分解和Hilbert变换提取信号的瞬时特性，进而利用自然激励技术和模态分析的基本理论识别结构的模态频率和模态阻尼比。利用这一方法，对12层钢筋混凝土框架模型振动台试验一测点的加速度记录进行了处理，识别了模态参数，识别结果与其它识别方法及有限元分析结果的对比表明该方法识别模态频率是可靠的，而模态阻尼比的识别虽然较传统的基于傅里叶变换的半功率带宽法有所改进，但识别的精准性仍然难以确认。关键词：Hilbert
3、-Huang变换；经验模态分解；自然激励技术；模态参数识别；振动台试验中图分类号：TB122;TU311.3文献标识码：AMODALPARAMETERIDENTIFICATIONBASEDONHILBERT-HUANGTRANSFORMANDNATURALEXCITATIONTECHNIQUE*1,23HANJian-ping,LIDa-wen(1.InstituteofEarthquakeProtectionandDisasterMitigation,LanzhouUniversityofTechnology,Lanzhou,Gansu730050,China;2.
4、StateKeyLaboratoryofDisasterReductioninCivilEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;3.HunanZhongdaDesignInstituteLimitedCorporation,Changsha,Hunan410075,China)Abstract:Identifyingmodalparametersviaprocessingvibrationsignalsisoneofthemainstreamapproachesforstructuralhealthmonit
5、oringanddamagediagnosis.TheprocessingapproachesbasedonFourieranalysisarenotabletoprocessnonlinearandnon-stationarysignals.Inaddition,mostoftraditionalidentificationmethodssufferfromlowprecisiontoidentifydamping.Therefore,anewapproachisproposedforidentifyingmodalparametersbasedonHilbert-
6、Huangtransform(HHT)andnaturalexcitationtechnique(NExT).First,theinstantaneouscharacteristicsoftheoriginalsignalareextractedbymeansofempiricalmodedecomposition(EMD)andHilberttransform(HT).Then,NExTandbasicmodalanalysistheoryareusedtoidentifymodalfrequenciesandmodaldampingratios.Furthermo
7、re,theoriginalaccelerationrecordfromtheshakingtabletestofa12-storeyRCframemodelisprocessedandmodalparametersareidentifiedbytheproposedapproach.Andidentificationresultsarecomparedwiththeresultsfromotheridentificationalgorithmsandfiniteelementanalysis.———————————————收稿日期：2009-03-
