基于稀疏徑向基網(wǎng)絡的脈沖響應函數(shù)提取.pdf

1、如今，大型建筑如高鐵、橋梁、輕軌等在城市中迅速建成，給人們生活帶來方便的同時，其安全問題也引起人們的關注。因此對大型結構的健康監(jiān)測成了熱點研究問題，目前是通過獲取振動信號的單位脈沖響應函數(shù)，間接得到工程結構的相關模態(tài)參數(shù)的方法來進行健康監(jiān)測，其中單位脈沖響應函數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡算法，因其非線性函數(shù)逼近能力強，抗噪性能好等優(yōu)點，開始引起學者的興趣，最常用的是前饋型神經(jīng)網(wǎng)絡—RBF網(wǎng)絡，因此本文選用 RBF網(wǎng)絡對單位脈沖響應函數(shù)進行提取。

2、　　單位脈沖響應函數(shù)的準確提取直接影響工程結構的健康監(jiān)測。常用的提取單位脈沖響應函數(shù)的方法有時域法、小波變換法、RBF網(wǎng)絡法等，但是這些方法對噪聲敏感，魯棒性差，因此本文在已有的RBF網(wǎng)絡中引入稀疏優(yōu)化的正交匹配追蹤算法，提出稀疏 RBF網(wǎng)絡來提取系統(tǒng)的單位脈沖響應函數(shù)。
　　首先，從現(xiàn)有的時域分析法、小波分析法、基于 RBF網(wǎng)絡的解卷積算法介紹振動信號的單位脈沖響應函數(shù)提取算法，給出 RBF網(wǎng)絡隱層到輸出層的線性關系。
　

3、　其次，對經(jīng)典 RBF網(wǎng)絡的最小二乘法和正則化最小二乘法進行理論推導，從壓縮感知理論、信號的稀疏性、稀疏表示原理三方面介紹稀疏表示理論；然后提出稀疏 RBF網(wǎng)絡，采用 K-means聚類算法獲得網(wǎng)絡隱層中心，正交匹配追蹤算法(OMP)求解網(wǎng)絡權值，由于權值信號非稀疏，需對權值引入二維 DCT基進行稀疏表示，再用 OMP算法重構權值，最后獲得網(wǎng)絡的單位脈沖響應函數(shù)。
　　最后利用稀疏 RBF網(wǎng)絡提取輕軌錨固螺桿振動信號的單位脈沖響應