[发明专利]基于EMD分解的准静态长标距应变提取方法

权利要求书

1.基于EMD分解的准静态长标距应变提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)提取结构单元的应变时程；

(2)对提取出来的应变信号进行EMD分解，分解出若干个本征模态函数IMF及一个无法再继续分解的残余分量；

(3)对分解后的各阶IMF分量进行频谱分析，获取特征频率低于基频的IMF分量及残余分量；

(4)将特征频率低于基频的IMF分量及残余分量进行相加，得到结构单元的准静态应变时程。

2.根据权利要求1所述的基于EMD分解的准静态长标距应变提取方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括：

通过数值模拟对结构单元的两个节点的转角时程进行数据采集，通过转角时程与应变时程的关系，计算出结构单元的长标距应变时程。

3.根据权利要求2所述的基于EMD分解的准静态长标距应变提取方法，其特征在于，所述的计算出结构单元的长标距应变时程的计算公式为：

式中，h_m为长标距应变传感器粘贴位置距离结构中性轴的距离，L_m为结构单元的长度，θ_i(t)，θ_j(t)分别为结构单元的两个节点的转角时程。

4.根据权利要求3所述的基于EMD分解的准静态长标距应变提取方法，其特征在于，所述的步骤(2)具体为：

(1)找出原始应变信号所有的极大值点并将其用三次样条函数插值成为原数据序列的上包络线V₁(t)；找出信号所有的极小值点并将其用三次样条函数插值成为原数据序列的下包络线V₂(t)，求出其上包络线和下包络线的平均值m₁(t)：

(2)将原数据序列减去平均包络m₁(t)后即可得到一个去掉低频的新数据序列：

判断h₁(t)是否为IMF，若不满足IMF条件，将h₁(t)看作新的重复步骤(1)和步骤(2)，直到h₁(t)满足IMF条件时，则将h₁(t)作为第1个本征模态函数c₁(t)，即记c₁(t)为IMF(1)：

c₁(t)＝h₁(t)；

(3)然后令：

将r₁(t)看做新的并重复步骤(1)至步骤(3)的筛选过程，在筛选的过程中依次得到n个本征模态函数IMF：c₁(t)、c₂(t)、c₃(t)、c₄(t)……c_n(t)，直到残余分量r_n(t)不可被分解时，停止筛选；

原始应变信号即可由n个本征模态函数IMF以及一个均值或趋势项r_n(t)表示为：

5.根据权利要求4所述的基于EMD分解的准静态长标距应变提取方法，其特征在于，所述的步骤(4)中的结构单元的准静态应变时程为：

其中，f₁为结构单元的第一阶频率，即基频，f(c_i(t))为第i个本征模态函数IMF的频率，为准静态应变时程。