基于相关函数的振动结构工作模态参数识别方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第40卷第4期天津大学学报Vo1．40No．42007年4月JournalofTianjinUniversityApr．2007基于相关函数的振动结构工作模态参数识别方法孙晓兰，王太勇(天津大学机械工程学院，天津300072)摘要：把工作模态参数识别方法中的NEXT法发展为直接利用振动结构的加速度响应信号即可进行结构参数辨识的方法，理论上推导了振动结构相对于速度、加速度信号的脉冲响应函数，以及振动结构加速度响应信号间的相关函数，证明振动结构加速度响应信号间的相关函数与加速度信号的

2、脉冲响应函数具有相同形式的表达式．另外以无约束等截面梁为例，利用梁振动的加速度响应信号间的相关函数作为梁的加速度信号的脉冲响应函数，采用特征系统实现法进行梁的工作模态参数识别，其结果与梁的理论参数值及频域法和利用脉动响应函数的特征系统实现法的识别结果进行了比较，结果表明工作模态识别方法在识别振动结构固有频率方面具有较高的精度．关键词：工作模态；环境激励；参数识别；模态分析中图分类号：TB122；TH113．1文献标志码：A文章编号：0493—2137(2007)04—0503—04OperatingModalParameter

3、IdentificationofVibratingStructureBasedonCorrelationFunctionSUNXiao—lan，WANGTai—yong(SchoolofMechanicalEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：NEXT，oneoftheoperatingmodalparameteridentificationapproaches，wasdevelopedtoidentifyvibratingstructuremod

4、alparametersbyusingaccelerationresponsesignaldirectly．Theimpulseresponsefunc—tionsofvibratingstructuredescribedbyvelocityandaccelerationsignalwerededuced，andthecorrelationfunc—tionsofaccelerationresponsesignalwerederivedintheory，whichverifiedthatthecorrelationfuncti

5、onsofac—celerationresponsesignalhavethesameformasimpulseresponsefunctionsdescribedbyaccelerationsigna1．Inaddition，takingafreebeamofwhichsectionisequalasanexample，themodalparametersofthebeamwerecalculatedusingeigensystemrealizationalgorithm(ERA)ofcorelationfunctionsi

6、nsteadofimpulseresponsefunctions．TheresultswerecomparedwiththetheoreticalvaluesandresultsbyfrequencyanalysistechniquesandERAusingimpulseresponsefunction．Itisshownthattheresultsfromoperatingmodalparameteridentifi—cationpossesshigheraccuracyinidentifingmodalfrequencyo

7、fvibratingstructure．Keywords：operatingmode；ambientexcitation；parameteridentification；modalanalysis所谓振动结构工作模态参数识别是指利用系统响几种较有影响的方法¨～，随着关于振动结构响应信应信号辨识系统的模态参数．因此可用来研究系统工号问相关函数研究的深入，基于相关函数的工作模态作状态下的动态性能，并可进行在线模态分析．由于不参数识别方法(NEXT)日益突出．该方法1995年由美需要激励信号，使测试设备大为简化，减少测试费用．国SA

8、DIA国家实验室的James等人⋯提出，其基本思另外，工作模态参数识别也使那些无法测出激励信号想是振动结构响应间的相关函数都是由一系列衰减的的工程结构(如海洋平台、超大建筑物和大型运输工正弦波组成，每一衰减的正弦波都具有与振动结构模具等)的模态分析成可能．态相同的固有频率和阻