[发明专利]一种工作模态参数识别方法、系统及故障位置识别方法

说明书

本发明公开了一种工作模态参数识别方法、系统及故障位置识别方法，涉及模态参数识别技术领域，其中，一种工作模态参数识别方法包括：获取幕墙在环境随机激励下的一维时域振动位移响应信号；采用多维尺度分析法对所述一维时域振动位移响应信号进行时间维度的降维，得到降维后的响应信号；以所述降维后的响应信号作为模态坐标响应；根据所述模态坐标响应，采用单自由度技术或傅里叶变换确定各所述目标点处对应的模态固有频率；根据所述模态坐标响应，采用最小二乘广义逆确定各所述目标点处对应的模态振型。通过本发明能够识别更多的高阶模态、提高识别精度。

技术领域

本发明涉及模态参数识别技术领域，特别是涉及一种工作模态参数识别方法、系统及故障位置识别方法。

背景技术

工作模态参数又称作环境激励模态分析，工作模态分析已经成为一个用来解决大型复杂工程结构的动态参数特性的方法手段，当前已在飞机、汽车、土建等大型工程结构分析中广泛应用。

工作模态参数识别工作较为复杂，目前也有许多相关研究。例如：主成分分析算法(Principal component analysis,PCA)、等距离映射法(Isomap)等。但上述已有研究中，PCA算法只保留了主要成分，难以识别高阶模态，会出现模态重复识别的问题；Isomap算法因为考虑全局特性，导致对噪声很敏感，对于工作模态的识别会有很大的误差。

因此，如何设计一种能够识别更多的高阶模态、提高识别精度的工作模态参数识别方法、系统及应用方法，成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种工作模态参数识别方法、系统及故障位置识别方法，通过本发明能够识别更多的高阶模态、提高识别精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种工作模态参数识别方法，该工作模态参数识别方法包括以下步骤：

获取幕墙在环境随机激励下的一维时域振动位移响应信号，所述一维时域振动位移响应信号包括所述幕墙上多个目标点处的时域振动位移响应信号，所述多个目标点位于同一直线上；

采用多维尺度分析法对所述一维时域振动位移响应信号进行时间维度的降维，得到降维后的响应信号；

以所述降维后的响应信号作为模态坐标响应；

根据所述模态坐标响应，采用单自由度技术或傅里叶变换确定各所述目标点处对应的模态固有频率；

根据所述模态坐标响应，采用最小二乘广义逆确定各所述目标点处对应的模态振型。

本发明还提供了一种故障位置识别方法，该故障位置识别方法包括以下步骤：

根据上述所述的工作模态参数识别方法获取幕墙上各目标点处对应的工作模态参数，所述工作模态参数包括模态固有频率和模态振型；

根据所述工作模态参数确定所述幕墙上各所述目标点处是否存在故障。

本发明还提供了另一种工作模态参数识别方法，该工作模态参数识别方法包括以下步骤：

获取幕墙在环境随机激励下的三维时域振动位移响应信号，所述三维时域振动位移响应信号包括所述幕墙上多个目标点处的空间三维时域振动位移响应信号；

对所述三维时域振动位移响应信号进行离散化，得到离散化后的三维时域振动位移响应信号；

确定所述离散化后的三维时域振动位移响应信号中时域振动位移响应最大的空间维度方向上的响应信号，得到目标空间维度时域响应信号；

采用多维尺度分析法对所述目标空间维度时域响应信号进行时间维度的降维，得到降维后的响应信号；

根据所述降维后的响应信号，确定所述三维时域振动位移响应信号的模态坐标响应；