Hilbert-Huang变换在结构参数时变特性识别中的应用

定义了希尔伯特-黄(HHT)边际移动谱,对一个三层混凝土结构三线型退化模型在强震作用下的输出加速度进行分析,识别出了结构在强震作用下刚度折减、自振频率随着地震加速度的增加而改变的过程,表明边际移动谱具备了识别结构参数时变特征的能力。     

微弱周期信号对杜芬混沌系统状态的影响

分别以外加周期信号的幅度和频率为参变量,改变两个参数仿真计算杜芬混沌系统的运动状态,确定了杜芬混沌系统状态运动特征与外加干扰信号之间的关系,仿真结果说明周期信号幅度与频率是影响杜芬振子状态的主要因素.本文还将系统在外加周期信号与随机信号干扰的运行结果进行了分析比较,结果表明混沌系统对噪声的干扰具有免疫力.     

核独立分量分析在结构振动信号降噪中的应用

降噪处理是分析结构振动信号、提取特征参数、研究损伤识别方法的基础,核独立分量分析(KICA)采用的核方法为结构振动信号的降噪处理提供了新的方法;通过对比KICA与其他算法降噪后信号的HHT边际谱,验证了KICA对低阻尼钢框架结构标准损伤模型降噪的优良性能,特别是提高了对结构安全至关重要的低频振动部分的能量估计的准确度。     

多层框架结构自振周期一种简便计算方法 ——相当刚度相当质量法

推导证明了计算多层刚架体系自振频率、自振周期的一种新的近似计算方法——相当刚度相当质量法，并通过算例分析讨论了相当刚度相当质量法的计算精度和适用范围，增加了ω2的改进算法，推证了4种特殊情况下系统自振频率和主振型的解析解。算例和误差分析表明：相当刚度相当质量法所得的计算结果可靠，计算精度完全可以满足一般的工程需要，且方法简单明了，与其它常用近似计算方法比较可节省大量计算工作量。     

建筑结构地震响应混沌特性及影响因素分析

采用混沌时间序列分析方法分别对以经典混沌信号和地震动为激励的结构响应进行混沌特性分析,从关联维数、Kolmogorov熵及最大Lyapunov指数等定量指标的角度,考察结构自振周期、地震动的类型和幅值等因素对结构地震响应的非线性特性的影响。研究结果表明:在经典混沌信号和地震动作用下,经过结构的放大和滤波作用,结构加速度响应仍然保留了混沌特性,且通过混沌参数的变化程度能够判断结构是否进入弹塑性状态。结构自振周期为结构加速度响应的混沌特性的主要影响因素;幅值对经典混沌信号作用结构下加速度响应的混沌特性影响较为显著;而地震动的类型、幅值等因素对地震动作用下响应的混沌特性影响更为显著。     

预制拼装人行斜拉天桥舒适度评价（英文）

为深入研究预制拼装结构的人致振动特性,采用限制结构加速度响应的方法,对某预制拼装人行斜拉天桥的舒适度进行评价.通过在控制点布设加速度传感器,获得结构在环境激励下的振型、自振频率及阻尼比;根据桥面拼接的弹性连接结构特性,确定相邻节段间的弹性连接刚度;参照国内外相关规范,建立行人和车辆通行荷载分析模型,获得各种荷载工况下的峰值加速度,分析人行天桥的舒适度.结果表明：结构的自振频率和峰值加速度与实测值吻合良好,从而验证了有限元分析模型的有效性;考虑预制拼装对结构刚度的折减可以更真实地反应结构的振动特性,预制拼装结构的舒适度评价指标与整体式结构一致;人群质量对该结构振动频率的影响较小,可以不考虑人群荷载与车辆通行荷载的耦合作用;车辆通行荷载对结构的舒适度产生一定程度的影响.     

弹性杆轴向拉力测定实验中振动频率识别方法研究

用频率法测试两端固支的弹性杆轴向拉力时,试验机及其夹具的振动会对杆件振动信号的测量和识别造成干扰,容易导致振动频率及阶次误判;提出了利用弹性杆在无约束自由振动下的频率作为基准值,对实验中杆的振动频率进行修正的方法,得到了弹性杆准确的振动频率及阶次;并发现试验机及其夹具对于两端铰支弹性杆的振动频率的识别不会产生影响;随着弹性杆长径比的增加,试验机及其夹具对两端固支的弹性杆振动频率识别产生的干扰逐渐减小,当轴向拉力不断加大时,这种干扰也呈现下降趋势。     

基于混沌振子的微弱信号检测

分析Duffing振子的混沌特性及其检测原理,阐述基于相平面变化进行微弱信号的检测原理.利用MATLAB仿真的结果表明,Duffing振子对与周期策动力频率差较小的周期信号敏感,对纯噪声和频率较大的周期干扰信号具有免疫力.该振子应用于对已知频率的微弱信号的检测是可行的.并且有效、简单、便于应用.     

延时叠加工频谐波消除系统设计与实验

针对全波核磁共振信号中的噪声,尤其是最接近拉莫尔频率的工频谐波噪声干扰,影响核磁共振信号的采集及测试结果。设计了延时采样、叠加抵消的消噪方法,理论计算了对同一位置的信号相差半个最接近拉莫尔频率的工频谐波信号周期的两组信号,分别提取并叠加,可以消除拉莫尔频率附近的工频谐波噪声的算法。仿真结果表明,采用设计的消噪方法,信噪比可以提高6.9 dB。采用实际电路测试信号,实测结果与仿真结果对比基本一致。结果表明,该设计可以消除最接近拉莫尔频率处的工频谐波噪声,从而有效的提取核磁共振信号,保证了反演解释的正确性和准确性。     

基于USRP的缩比GNSS干扰测向误差分析系统设计

针对在实际尺度下研究GNSS干扰测向误差难度较大的问题,提出采用缩比模型研究测向误差的方法,设计并实现了基于USRP的缩比测向误差分析系统。首先借用缩比的思想将实际尺寸的GNSS干扰系统按比例缩小到与教室相当的尺度;其次采用USRP模拟GNSS干扰信号源产生并发射干扰信号;最后改变模拟干扰源位置,借助喇叭天线测量干扰信号角度信息并与测向误差理论值作对比,分析研究了测向误差的特点规律及其影响因素。实验结果表明,在合理的系统和人为误差范围内该结果与理论研究吻合,且测量结果的偏差方向与天线的转动方向一致。     

电子战信号处理技术综述

针对电子战(EW)的主要任务,指出电子战的核心是控制电磁频谱,包括检测、分类、识别、侦察、干扰与反干扰等主要过程都依赖于先进的信号处理技术.详细阐述了傅立叶变换、小波变换,时频分析的基本方法,分析了各自在信号处理中的优缺点,阐明周期平稳性是信号进行频谱相关性分析的基本依据.最后,给出了上述理论和方法的在电子战领域的应用及展望.     

地震动的Hilbert-Huang变换与传统分析方法比较

地震动是一种典型的时序非平稳信号,采用Hilbert-Huang变换(HHT)对其进行分析较传统分析方法有着天然的优越性。文章在介绍HHT基本原理的基础上,比较了HHT与Fourier变换在适用条件、时间分辨率和谱分析结果上的差异,以及HHT与小波变换在基底、重构误差、时频分辨率和谱分析结果上的不同。分析结果表明,HHT是对以Fourier变换为基础的线性和稳态谱分析的一个重大突破,它较传统的信号分析方法更加适合地震动的处理与分析。     

基于LabVIEW的声卡虚拟仪器性能测试与实验

基于LabVIEW平台开发了笔记本声卡虚拟仪器采集子系统,用信号发生器的标准信号为输入信号,对笔记本声卡虚拟仪器采集的数字信号进行了傅里叶变换与分析,提取了信号的频率和幅值,制作了信号的幅频特性图。测试结果表明:输入信号频率在0.003~48 kHz时,笔记本虚拟仪器采集的信号频谱与理论信号的频谱基本一致,误差小于2%,而小于3 Hz或大于48 kHz后采集信号的频谱误差显著增大,信号失真;输入信号幅值衰减为-3 dB时的频率为0.003~44 kHz。声卡虚拟仪器的这种宽频带特性,给基于声卡声波测深、振动信号测试、实验室教学用虚拟仪器的研究与开发提供了一个高性能的采集平台。     

大跨度桥钢管桩的涡振研究

对在水流、波浪力作用下海洋独立支撑结构所产生的涡振进行非线性研究。该研究的目的是通过改变独立支撑结构自振频率来控制结构产生的涡振，以避免结构产生涡振破坏。提出涡振概念；分析独立支撑结构产生涡振条件、作用栽荷、涡振频率以及振动方程的解。     

钢筋混凝土剪力墙结构抗震能力定量评价研究

以结构基本自振周期的变化率作为自变量,构造识别精度较高的对数函数,将其作为结构损伤的表征量,借助有限元分析设计软件ETABS对14层钢筋混凝土纯剪力墙结构进行数值模拟,揭示了地震波属性（峰值速度与加速度之比）、结构高宽比及等效损伤位置、损伤程度对整体结构抗震性能的影响规律,提出了适用于RC剪力墙结构剩余抗震能力的评价模型。     

基于LabVIEW光电振动测试系统设计

设计了光电传感器实现绝对式振动测量,推导了测试系统的振动方程,方程为常系数二阶微分方程。通过激振器产生20Hz~10 kHz连续变化的振动信号,由光电传感器得到振动波形,Lab VIEW频域分析得到被测体的振动频率分布等。结果表明,光电振动测试系统的输出频率与激振器相同。该振动测试方法具有非接触、远距离、抗电磁干扰、测量精度高、频率响应宽、成本低等优点。     

基于倒谱预白化和辛几何模态分解数量规律的轴承故障特征提取方法

为了有效提取轴承的故障特征,避免轴承损伤引起的冲击成分受到离散频率分量和背景噪声的干扰,提出了一种基于倒谱编辑信号预白化和辛几何模态分解数量规律的轴承故障特征提取方法.首先,对原始信号进行倒谱预白化来增强轴承故障的冲击特性,去除复杂振动信号中的周期性频率成分,产生只包含背景噪声和损伤引起的非平稳冲击成分的白化信号.其次...     

基于倒谱预白化和辛几何模态分解数量规律的轴承故障特征提取方法（英文）

为了有效提取轴承的故障特征,避免轴承损伤引起的冲击成分受到离散频率分量和背景噪声的干扰,提出了一种基于倒谱编辑信号预白化和辛几何模态分解数量规律的轴承故障特征提取方法.首先,对原始信号进行倒谱预白化来增强轴承故障的冲击特性,去除复杂振动信号中的周期性频率成分,产生只包含背景噪声和损伤引起的非平稳冲击成分的白化信号.其次,发现了辛几何模态分解中哈密顿矩阵的有效特征值数目与信号中的频率个数成2倍的数量规律,并通过仿真和理论推导验证了该数量规律.最后,构造预白化信号的轨迹矩阵,进行辛几何模态分解,根据发现的数量规律,选择相应的特征向量重构信号,进行希尔伯特包络谱分析,并提取故障特征.通过仿真分析和应用实例证明,所提方法可以清晰地提取轴承的故障特征.     

福建省防震减灾中心大楼的地震反应分析

福建省防震减灾中心大楼采用基础隔震技术设计,文章对其进行地震反应分析.采用弹塑性时程分析的方法,比较了隔震模型和非隔震模型的地震反应.结果表明,隔震结构能较大地延长结构的自振周期,从而避开场地的特征周期;同时,隔震结构的层间位移、层间剪力和加速度反应都明显低于非隔震结构,较好地达到预期的隔震效果.     

随机相位循环叠加梳状谱干扰实验设计北大核心

基于Zedboard开发板,以雷达梳状谱干扰波形合成设计为出发点,提出了一种基于随机相位多频点循环叠加的梳状谱干扰波形设计方法,使用单个DDS IP核生成完成叠加任务,并通过Zynq-7000系列FPGA对该方法进行编程设计与算法实现。同时使用MATLAB仿真与FPGA硬件实现对实验效果进行测试,结果表明,该实验能够成功生成宽带梳状谱干扰波形,干扰频率范围为0~600 MHz,有4、8、16三种干扰频点模式,同时其干扰频点误差不超过0.1%,由此验证了方法的有效性。实验中提出以m序列作为干扰信号的相位控制,改善时域叠加条件下梳状谱干扰信号峰均比。该方案可用于实际被动侦察干扰设备,为其提供一种遮盖式干扰方式。