[發明專利]基于改進子空間算法的輸電塔模態參數識別方法

有效

• 申請號: 201110428858.4
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102520071A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 劉曉鋒;盧修連;黃磊;孫和泰
• 申請（專利權）人: 江蘇方天電力技術有限公司
• 主分類號: G01N29/12
• 分類號: G01N29/12;G01N29/50
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種大型結構試驗模態分析技術，尤其是一種輸電塔模態參數識別方法。

背景技術

大型結構試驗模態分析技術是新世紀開展起來的結構健康安全評估的有效方法之一。針對輸電線路鐵塔原型動力特性與動力響應現場實測是近年才開展起來的。由于試驗人員在輸電塔原型高壓電場附近高空作業，測量工作條件十分困難；微風時振動信號微弱，對測量傳感器及儀器的信噪比要求高；整塔模態試驗為了獲得較可靠的振形，需要較多的測點，對傳感器及數采儀要求通道數很多。因此，目前有關輸電塔原型的振動模態現場實測據甚少，整塔的試驗模態分析工作幾乎是空白，個別研究工作只做了一階彎曲模態。

對橋梁、建筑物、輸電塔等大型結構進行模態試驗，無論是正弦、隨機或者脈沖方式的人為激勵都是不可能或不允許的。但是任何大型結構物都存在一定的振動環境，例如風、水流沖擊、大地脈動、移動的車輛引起的振動等，在這些自然環境的激勵下，結構物都會產生微弱的振動。在強風作用，輸電鐵塔的環境振動還可能是很大的。雖然我們對這些激勵特性無法精確定量，但并非一無所知，可合理的假定這些激勵是近似的平穩隨機信號，其頻譜是具有一定帶寬的連續譜，在帶寬內基本覆蓋了對結構物感興趣的頻帶，從而在結構物的自然環境激勵下的振動信號中包含了這些模態。

對結構物振動信號中的振型、阻尼進行識別，可以為后續的有限元建模、損傷和安全壽命估計等提供可靠的模態參數識別結果。目前流行且在工程上比較有效地獲得的自然環境激勵下的振型的方法是將全部測點在環境激勵下的振動響應和某一固定的參考點的振動響應分別作雙通道頻譜分析。首先在自功率譜圖上識別出共振頻率f_i，再將各測點與參考點在共振頻率上的幅值譜之比Φ(f_i)作為該點的振型的相對值，將它們的互功率譜的實部在此頻率上的正負作為該點振型的相位。

|Φ(fi)|=|B(fi)A(fi)|=|B(fi)B‾(fi)A(fi)A‾(fi)|12=|Gbb(fi)Gaa(fi)|12---(1)]]>