era方法测试结构模态及无线传感器应用的研究

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1、图书分类号：P315工学硕士学位论文ERA方法测试结构模态及无线传感器的应用研究高永武中国地震局工程力学研究所中国·哈尔滨二零一二年十二月图书分类号：P315单位编码：85406学号：2010244工学硕士学位论文ERA方法测试结构模态及无线传感器的应用研究硕士研究生：高永武导师：金波副研究员申请学位级别：工学硕士学位学科：土木工程专业：防灾减灾工程及防护工程研究方向：结构振动测试中国地震局工程力学研究所中国·哈尔滨二零一二年十二月Master'sDegreeThesisResearchonMonito

2、ringStructuralModalofERAMethodandApplicationofWirelessSmartSensorMasterCandidate:GaoYongwuTutor:AssociateProf.JinBoSubject:CivilEngineeringSpecialty:DisasterPreventionandReductionEngineeringandProtectiveEngineringResearchField:StructureVibrationTestingIn

3、stituteofEngineeringMechanics,ChinaEarthquakeAdministrationHarbin·ChinaDecember,2012独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果，也不包含为获得中国地震局工程力学研究所或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明并表示谢意。本人完全意

4、识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：签字日期：学位论文版权使用授权书本人完全了解中国地震局工程力学研究所有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权中国地震局工程力学研究所可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文，允许被查阅和借阅。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)论文作者签名：导师签名：签字日期：签字日期：摘要摘要求解高精度结构模态参数对结构

5、服役期性能的了解有重要意义。噪声是影响精度的主要因数之一，本文使用随机减量或NExT技术与ERA相结合降低了噪声的影响并提高了ERA的精度。无线传感器灵巧、便捷有助于结构振动测试中数据的实时收集，本文通过实验研究其测试的性能。本文的主要内容：（1）详细论述了ERA及其相关方法系统的论述了ERA方法的理论依据。从最原始数据形成汉克矩阵，由汉克矩阵与系统特征方程之间的关系推导出系统的模态参数。为了论证的严谨性还从系统的可控性和可观性两个方面进行了论述。介绍了采样频率的理论依据及过程。对数据作有效前处理是得到

6、高精度模态参数的必备条件，所以本文也详细的介绍了随机减量法和NExT法的原理和依据。最后还总结了两种模态参数判别准则，为剔除虚假模态提供理论依据。（2）无线传感器的安装与调试为应用无线传感器测试数据，本文系统介绍了SHM-A的安装及调试过程。从SHM-A的开放环境和一些必备的硬件和需要下载源代码编译器等方面做了总结。并且对安装好的软件进行了调试。对无线传感器的校准方法：静态法和动态法的原理做了研究。（3）无线传感器与有线传感器混合使用处理方法提出了无线传感器与有线传感器混合使用数据处理的方法。通过桁架桥

7、的实验把该方法处理结果与有线传感器处理结果经行比较，验证两类传感器混合使用求解模态参数的可行性。（4）用随机减量法或NExT法与ERA法结合使用提高ERA法的精度对绥化学院体育馆网架结构做振动测试，把测试数据经过随机减量法或NEXT法处理输入到ERA中与直接ERA法求得的模态参数进行比较，得出数据经过随机减量法或NExT法处理的具有更高的精度。关键词：模态参数；ERA；随机减量法；NExT法；无线传感器Ⅰ中国地震局工程力学研究所硕士学位论文ⅡABSTRACTABSTRACTItisimportantth

8、atstructuralmodalparameterscanbelearntinitsservicefunctoin.Noiseisoneofthemainfactorsaffectingtheaccuracyofmorniroringthoseparameters.Inthispaper,usingtherandomdecrementTechniqueorNaturalExcitationTechnique(NExT)combinedwi