模態(tài)參數(shù)識(shí)別

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)作業(yè)（ 3）學(xué)院：土木工程學(xué)院姓名：學(xué)號(hào)：研究生課程結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別與健康監(jiān)測(cè)大作業(yè)（20分）：對(duì)如圖1所示桁架結(jié)構(gòu)模型，在一側(cè)的上弦桿節(jié)點(diǎn)布置了 8個(gè)測(cè)點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)加速度 傳感器，傳感器布置圖2所示。對(duì)實(shí)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)參數(shù)測(cè)試，激勵(lì)為脈沖激勵(lì)， 采樣頻率100H Z,測(cè)試加速度數(shù)據(jù)在附件，單位 m/s2。問(wèn)題：（1）結(jié)構(gòu)的加速度數(shù)據(jù)，3-4-5測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)零點(diǎn)漂移，請(qǐng)做數(shù)據(jù)處理，去掉趨勢(shì) 項(xiàng)。（2） 利用8個(gè)節(jié)點(diǎn)的加速度數(shù)據(jù)，請(qǐng)用 NExT+ERA方法或者SSI的方法進(jìn)行 模態(tài)參數(shù)識(shí)別，只需識(shí)別前2階模態(tài)。（注：請(qǐng)用matlab編寫(xiě)程序，并給出代碼和計(jì)算結(jié)果。）圖1桁架模型(1_ 2 4)_

2、5 _ I _：傳感器節(jié)點(diǎn)圖2傳感器布置圖% t為一個(gè)采樣點(diǎn)序列%擬合曲線(xiàn)階數(shù)%擬合曲線(xiàn)系數(shù)%去除趨勢(shì)項(xiàng)后加速度數(shù)據(jù)(1)解：去除趨勢(shì)項(xiàng)程序如下：t=1500*li nspace(0,1,1500);for i = 1 : 3subplot(3,1,i)a=polyfit(t',jiasudu(: ,i+2),2);jiasudu(: ,i+2)=jiasudu( : ,i+2)-polyval(a,t'); plot(t,jiasudu( : ,i+2);title('處理后'num2str( i+2 )'數(shù)據(jù)'); jiasudu( 1 ,i

3、+2)=0;grid onend經(jīng)過(guò)處理后的結(jié)果如下：匕匕匕(2)采用SSI萬(wàn)法進(jìn)行模態(tài)分析，計(jì)算程序如下：i=20;j=700;for n=1:ifor q=1:jYp(8*n-7:8*n,q)=1/sqrt(j)*jiasudu(n+q-1,:)'Yf(8*n-7:8*n,q)=1/sqrt(j)*jiasudu(n+q+i+j-1,:)'end end hank=Yp;Yf; Q,R=qr(hank'); Q=Q' R=R' R21=R(8*i+1:end,1:8*i); Q1=Q(1:8*i,:); pp=R21*Q1; U,S,V=svd(pp

4、); plot(diag(S),'*') n=8; U1=U(:,1:n); S1=S(1:n,1:n);Oi=U1*(S195);A1=Oi(1:i*8-8,:); A2=Oi(8+1:i*8,:); A=(pinv(A1)*A2;%構(gòu)造得 hank 矩陣%QR分解%通過(guò)圖形確定系統(tǒng)階數(shù)%確定系統(tǒng)階數(shù)n = 8V,D=eig(A);tzz=diag(D);tzzc=log(tzz).*sf;pl=abs(tzzc)./(2*pi);znb=-(real(tzzc)./(pl.*(2*pi);for i=1:(n-2)/2w(i)=pl(n-2*i-1); zeta(i)=znb(n-2*i-1);endwzeta計(jì)算運(yùn)行圖如下：w =%pl向量為識(shí)別出的頻率%znb 向量為識(shí)別的阻尼比%按順序輸出頻率%按順序輸出阻尼6.169516.010721.2011zeta =0.01