基于小波分析的結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究.pdf

1、損傷檢測是進行結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的基礎(chǔ)，本文以結(jié)構(gòu)監(jiān)測與損傷診斷為目的，研究了基于小波變換和小波包分析的損傷檢測方法。 闡述了實施土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的必要性和迫切性，介紹了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與損傷診斷的概念，討論了系統(tǒng)組成、損傷檢測的方法及其研究現(xiàn)狀；研究了小波函數(shù)和尺度函數(shù)的時頻特性，小波變換的多分辨分析及其正交性。小波變換可以把信號分解到不同頻帶中，進行時頻域處理。實驗證明：(1)正交小波變換具有良好的濾波特性；(2)小波系數(shù)的瞬態(tài)突

2、變可以描述信號奇異性；(3)小波包分解頻帶能量分布能夠表征信號分量的能量變化，小波包分析為信號處理和特征提取提供一種更加精細的分析方法。 重點研究了基于小波分析的結(jié)構(gòu)損傷檢測方法。在ASCE四層鋼結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，采用正交小波變換分析其響應(yīng)信號。研究表明：高頻分量中的尖峰值可以判斷是否發(fā)生損傷和損傷發(fā)生的時刻；當多個損傷接連發(fā)生時，尖峰值出現(xiàn)的順序可以準確的描述各種損傷發(fā)生的順序，并根據(jù)節(jié)點在結(jié)構(gòu)中所處的空間位置，可以判斷出損傷

3、發(fā)生的區(qū)域。另外，提取損傷特征時，小波基函數(shù)的選擇至關(guān)重要，對于Daubechies小波系，不同支撐區(qū)間的Daubechies小波，損傷特征提取的效果是不同的，支撐區(qū)間越大，小波的正交性越好，提取的損傷特征越顯著。 基于小波包頻帶能量分解的結(jié)構(gòu)損傷檢測方法是利用信號在不同頻帶的相對能量的分布關(guān)系監(jiān)測結(jié)構(gòu)是否發(fā)生損傷。以正交小波作為基函數(shù)，對結(jié)構(gòu)的加速度振動信號小波包分解，并計算每個頻帶上的相對能量。研究表明：不同類型損傷的小波包