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改进VMD及其在时变结构地震响应瞬时频率识别中的应用
被引量：
3
1
作者
王焱楠
尚旭强
黄天立
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第3期402-413,共12页
强地震动作用下,结构动力特性因损伤将随时间变化,变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)可用于分析结构地震响应的瞬时频率变化规律,揭示地震过程中结构的损伤状态。针对人为预设分解模态数K和二次惩罚因子α参数不准确导...
强地震动作用下,结构动力特性因损伤将随时间变化,变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)可用于分析结构地震响应的瞬时频率变化规律,揭示地震过程中结构的损伤状态。针对人为预设分解模态数K和二次惩罚因子α参数不准确导致VMD非平稳响应出现模态混叠的问题,提出了一种改进的VMD(Improved VMD,IVMD)算法,结合Hilbert变换(HT)可准确识别非平稳地震激励下时变结构的瞬时频率。采用多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)算法确定分解模态数K,基于整体正交系数和能量比系数构建综合目标函数,并采用樽海鞘算法(Slap Swarm Algorithm,SSA)优化确定二次惩罚因子。在优化确定K和α参数的基础上,结合IVMD和HT识别时变结构地震响应瞬时频率。典型模拟信号和地震激励下4层时变框架结构数值模拟响应表明,相比VMD算法,IVMD算法识别得到的瞬时频率精度更高;12层钢筋混凝土框架结构模型地震模拟振动台试验数据验证了所提方法的实用性。
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关键词
地震激励
时变框架结构
振动台试验
瞬时频率识别
变分模态分解
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职称材料
基于变分模态分解和同步提取变换识别时变结构瞬时频率
被引量：
13
2
作者
唐蕾
黄天立
万熹
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第6期197-205,共9页
针对同步提取变换(SET)不能分离频率成分间隔相近的多分量信号的问题,提出了一种结合变分模态分解(VMD)和同步提取变换识别时变结构瞬时频率的方法。首先,通过傅里叶变换确定预设模态数量,利用VMD对多分量信号进行分解得到多个模态分量...
针对同步提取变换(SET)不能分离频率成分间隔相近的多分量信号的问题,提出了一种结合变分模态分解(VMD)和同步提取变换识别时变结构瞬时频率的方法。首先,通过傅里叶变换确定预设模态数量,利用VMD对多分量信号进行分解得到多个模态分量;然后,采用SET对每个模态分量进行时频分析获取瞬时频率;最后,将各模态分量的时频谱图叠加得到完整的多分量信号时频谱图。针对多分量时变信号和两自由度时变结构自由振动响应信号的瞬时频率识别结果,验证了基于VMD和SET结合方法识别时变结构瞬时频率的有效性和正确性。结果表明,该方法具有较好的噪声鲁棒性和能量聚集性,克服了SET处理频率成分间隔相近的多分量信号的不足,能有效识别具有近距离频率成分的时变结构瞬时频率。索力线性和正弦变化时拉索瞬时频率识别的试验验证了该方法的适用性。
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关键词
时变结构
瞬时频率识别
变分模态分解(VMD)
同步提取变换(SET)
时变拉索试验
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职称材料
自变频TMD减振性能的数值模拟
被引量：
2
3
作者
王梁坤
施卫星
+1 位作者
鲁正
王洪涛
《工程抗震与加固改造》
北大核心
2018年第3期93-98,共6页
为改善被动调谐质量阻尼器(TMD)对频率调谐敏感的缺点,本文利用Hilbert-Huang变换识别主结构瞬时频率的技术,提出了一种自变频TMD。自变频TMD由可调节质量的箱体质量块、弹簧、阻尼器和伺服控制系统组成,能够实时调节自身质量,使调谐自...
为改善被动调谐质量阻尼器(TMD)对频率调谐敏感的缺点,本文利用Hilbert-Huang变换识别主结构瞬时频率的技术,提出了一种自变频TMD。自变频TMD由可调节质量的箱体质量块、弹簧、阻尼器和伺服控制系统组成,能够实时调节自身质量,使调谐自身频率与结构的瞬时响应频率一致。本文介绍了自变频TMD的一种具体构造形式和控制算法,并用数值模拟对比了在不同TMD控制下的模型结构,以及在不同频率的简谐激励和人行激励作用下的加速度响应,结果表明:自变频TMD在TMD频率偏离主结构频率以及激励频率偏离TMD控制频率时,均能实时调节自身频率,降低主结构的加速度响应。
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关键词
自变频TMD
瞬时频率识别
HILBERT-HUANG变换
简谐激励
人行激励
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职称材料
题名
改进VMD及其在时变结构地震响应瞬时频率识别中的应用
被引量：
3
1
作者
王焱楠
尚旭强
黄天立
机构
中南大学土木工程学院
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第3期402-413,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(52078486,U1734208)
中南大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2023ZZTS0410)。
文摘
强地震动作用下,结构动力特性因损伤将随时间变化,变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)可用于分析结构地震响应的瞬时频率变化规律,揭示地震过程中结构的损伤状态。针对人为预设分解模态数K和二次惩罚因子α参数不准确导致VMD非平稳响应出现模态混叠的问题,提出了一种改进的VMD(Improved VMD,IVMD)算法,结合Hilbert变换(HT)可准确识别非平稳地震激励下时变结构的瞬时频率。采用多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)算法确定分解模态数K,基于整体正交系数和能量比系数构建综合目标函数,并采用樽海鞘算法(Slap Swarm Algorithm,SSA)优化确定二次惩罚因子。在优化确定K和α参数的基础上,结合IVMD和HT识别时变结构地震响应瞬时频率。典型模拟信号和地震激励下4层时变框架结构数值模拟响应表明,相比VMD算法,IVMD算法识别得到的瞬时频率精度更高;12层钢筋混凝土框架结构模型地震模拟振动台试验数据验证了所提方法的实用性。
关键词
地震激励
时变框架结构
振动台试验
瞬时频率识别
变分模态分解
Keywords
seismic excitation
time-varying frame structures
shaking table test
instantaneous frequency identification
VMD
分类号
TU311.3 [建筑科学—结构工程]
TU323.5 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
基于变分模态分解和同步提取变换识别时变结构瞬时频率
被引量：
13
2
作者
唐蕾
黄天立
万熹
机构
中南大学土木工程学院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第6期197-205,共9页
基金
国家自然科学基金(52078486)
中南大学中央高校基本科研业务费(2021zzts0776)
湖南省自然科学基金(2021JJ50145)。
文摘
针对同步提取变换(SET)不能分离频率成分间隔相近的多分量信号的问题,提出了一种结合变分模态分解(VMD)和同步提取变换识别时变结构瞬时频率的方法。首先,通过傅里叶变换确定预设模态数量,利用VMD对多分量信号进行分解得到多个模态分量;然后,采用SET对每个模态分量进行时频分析获取瞬时频率;最后,将各模态分量的时频谱图叠加得到完整的多分量信号时频谱图。针对多分量时变信号和两自由度时变结构自由振动响应信号的瞬时频率识别结果,验证了基于VMD和SET结合方法识别时变结构瞬时频率的有效性和正确性。结果表明,该方法具有较好的噪声鲁棒性和能量聚集性,克服了SET处理频率成分间隔相近的多分量信号的不足,能有效识别具有近距离频率成分的时变结构瞬时频率。索力线性和正弦变化时拉索瞬时频率识别的试验验证了该方法的适用性。
关键词
时变结构
瞬时频率识别
变分模态分解(VMD)
同步提取变换(SET)
时变拉索试验
Keywords
time-varying structure
instantaneous frequency identification
variational mode decomposition(VMD)
synchronous extraction transform(SET)
cable test
分类号
TN911.6 [电子电信—通信与信息系统]
TU311.3 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
自变频TMD减振性能的数值模拟
被引量：
2
3
作者
王梁坤
施卫星
鲁正
王洪涛
机构
同济大学结构工程与防灾研究所
同济大学土木工程防灾国家重点实验室
上海房地产科学研究院
出处
《工程抗震与加固改造》
北大核心
2018年第3期93-98,共6页
基金
国家自然科学基金项目(51478361)
文摘
为改善被动调谐质量阻尼器(TMD)对频率调谐敏感的缺点,本文利用Hilbert-Huang变换识别主结构瞬时频率的技术,提出了一种自变频TMD。自变频TMD由可调节质量的箱体质量块、弹簧、阻尼器和伺服控制系统组成,能够实时调节自身质量,使调谐自身频率与结构的瞬时响应频率一致。本文介绍了自变频TMD的一种具体构造形式和控制算法,并用数值模拟对比了在不同TMD控制下的模型结构,以及在不同频率的简谐激励和人行激励作用下的加速度响应,结果表明:自变频TMD在TMD频率偏离主结构频率以及激励频率偏离TMD控制频率时,均能实时调节自身频率,降低主结构的加速度响应。
关键词
自变频TMD
瞬时频率识别
HILBERT-HUANG变换
简谐激励
人行激励
Keywords
semi-active tuned mass damper
instantaneous frequency identification
Hilbert-Huang transform
harmonic excitation
human-induced excitation
分类号
TU352 [建筑科学—结构工程]
TU317 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
改进VMD及其在时变结构地震响应瞬时频率识别中的应用
王焱楠
尚旭强
黄天立
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于变分模态分解和同步提取变换识别时变结构瞬时频率
唐蕾
黄天立
万熹
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022
13
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
自变频TMD减振性能的数值模拟
王梁坤
施卫星
鲁正
王洪涛
《工程抗震与加固改造》
北大核心
2018
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
0
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