基于连续模型的大型结构模态参数识别.pdf

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1、第33卷第5期东南大学学报（自然科学版）VoI.33No.52003年9月JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY（NaturaIScienceEdition）Sept.2003!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!基于连续模型的大型结构模态参数识别姚志远汪凤泉（东南大学土木工程学院，南京210096）摘要：基于连续时间模型，利用导数的近似值代替导数值，运用最小二乘法估计结构参数.讨论了导数近似值的选择方法，并分析了算法的收敛性.研究了结构环境激

2、励下结构物理参数的识别方法.通过仿真计算表明，该方法简单有效，能够使用在桥梁和建筑的健康监测和振动控制中.关键词：环境振动；参数识别；模态识别中图分类号：TH113.1文献标识码：A文章编号：1001-050（52003）05-0617-04Methodofidentificationofastructuralphysicalparameters-basedcontinuoustimemodelYaoZhiyuanWangFengguan（CoIIegeofCiviIEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing

3、210096，China）Abstract：Anidentificationapproachwasresearched，itestimatedstructuraIphysicaIparametersviaam-bientexcitation.ThisapproachwastorepIacethederivativeoperatorinthecontinuoustimemodeIbyanap-proximationandestimationofthephysicaIparametersofstructuresbytheIeast-sguaresm

4、ethod.Choiceofapproximationswasdiscussed，andconvergenceoftheapproachwasanaIyzed.ThenumericaIresuItsshowthatthemethodisofsimpIeandeffective，anditcanbeusedinheaIthmonitoringandvibrationcontroIIingforbridgesandarchitecture.Keywords：ambientvibration；parameteridentification；modaI

5、identification近几年来，基于环境激励的大型结构模态识别法［2］.ARMAV法是基于离散时间模型的识别方法，技术受到广泛的关注［1，2］，识别的模态参数能被用该法有成熟的算法和计算效率，但不能直接识别结来估计结构的损伤和确定结构未来的响应.在结构构的物理参数.ITD法是一种谐波恢复技术，它必的主动控制中，控制装置的设计要求知道系统的模须结合随机减量方法才能识别结构的模态，该方法态参数，因此，系统的结构参数识别是结构振动有精度差，不具有鲁棒性.效控制的重要一步.通常被研究的大部分物理系统都是连续时间就建筑物而言，环境振动的振动源是风、

6、微小系统，因此，利用离散数据识别连续系统参数重新的颤震、微小的地震和各种随机与周期载荷.环境受到了关注［3］.研究对象主要是在信号处理和自动振动法需要简单的实验仪器测试结构的输出，并利控制领域，研究的重点是单输入和单输出系统.结用被测量的数据识别结构的模态参数.环境振动法构的振动系统是一个多输入多输出的连续系统，该能够进行结构的全尺度的测量，是一种在线参数识系统能够用多元二阶微分方程组描述.基于连续时别技术，能够及时准确地反映工作中的大型结构的间模型识别方法，本文提出了一个大型结构物理参物理参数和动力特性.数识别方法.该方法用导数的近似值代替导

7、数值，环境振动识别法主要有ARMAV法［1］和ITD并使用最小二乘法识别参数.与离散模型识别方法相比，该方法能直接识别结构的物理参数.收稿日期：2003-04-21.基金项目：国家自然科学基金资助项目（59775022）.作者简介：姚志远（1961—），男，博士生，副教授；汪凤泉（联系人），男，教授，博士生导师.6l8东南大学学报（自然科学版）第33卷I-2x（t），⋯，-D0x（t）｝.-D!连续模型识别方法方程（7）为线性回归方程，利用最小二乘法解得利用连续模型识别系统参数时，主要困难是如"lT-ll!N=(N"!（t）!（t）)(N"!（

8、t）A（t）)何处理输入和输出信号的导数，围绕这一问题，提［3~5］（8）出了许多连续模型的识别方法，文献［3］作了详细的论述.本文讨论利用测试信号的