一種基于方差貢獻率的泄流結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)動態(tài)融合方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于方差貢獻率的泄流結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)動態(tài)融合方法，本發(fā)明將大型泄流結(jié)構(gòu)不同測點的同類傳感器振動信號融合為一個能夠反映泄流結(jié)構(gòu)整體振動特性的信號，融合后信號具有結(jié)構(gòu)振動的完整頻率成分，可為結(jié)構(gòu)固有頻率辨識提供更全面、可靠的振動信號；本發(fā)明根據(jù)信號不同點數(shù)據(jù)的方差貢獻率不同，使得融合系數(shù)隨時間而變化，因此，方差貢獻率算法是一種能夠自動篩選信號重要信息的多傳感器動態(tài)數(shù)據(jù)融合算法。
【專利說明】一種基于方差貢獻率的泄流結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)動態(tài)融合方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種動態(tài)融合方法，尤其涉及一種基于方差貢獻率的泄流結(jié)構(gòu)振動響 應(yīng)動態(tài)融合方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 模態(tài)參數(shù)識別是結(jié)構(gòu)動力損傷診斷與安全監(jiān)測的重要環(huán)節(jié)，頻率和振型為結(jié)構(gòu)動 力損傷診斷的兩大整體損傷因子，其中結(jié)構(gòu)的固有頻率是最易測得的動力參數(shù)；在以泄流 作為激勵源的泄流結(jié)構(gòu)動態(tài)檢測與結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別中，由于不同測點的振動信號頻率成 分和噪聲水平不盡相同，結(jié)構(gòu)固有頻率識別結(jié)果僅能精確到一定區(qū)間范圍，而不是一個準(zhǔn) 確值，這不利于基于頻率(或與頻率有關(guān)的損傷因子）變化的泄流結(jié)構(gòu)動力損傷診斷； 數(shù)據(jù)級信息融合技術(shù)可根據(jù)一定的理論規(guī)則將多個信號融合為一個更加貼近真實值 的完整信號；信息融合技術(shù)在結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用尚處于信號模擬的初步探索階段，傳統(tǒng)數(shù) 據(jù)級融合算法多為加權(quán)融合，模擬的多傳感器振動信號成分簡單、相似度高；而在大型泄流 結(jié)構(gòu)中，不同部位測點信號波形及振幅均存在很大差異，固定融合系數(shù)的加權(quán)融合算法難 以保證融合后信號頻率成分的完整性，因此，有效利用不同測點信號的相關(guān)性、互補性、冗 余性，靈活提取各個信號有效信息的數(shù)據(jù)融合算法是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)多測點信息融合的關(guān)鍵；為 此，本發(fā)明提出了一種基于方差貢獻率的泄流結(jié)構(gòu)多測點動態(tài)響應(yīng)融合算法，該算法可將 結(jié)構(gòu)多測點振動信號融合為一個能夠準(zhǔn)確、全面反映結(jié)構(gòu)整體振動特性的信號。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是將大型泄流結(jié)構(gòu)不同測點的同類傳感器振動信號融合為一個能 夠反映泄流結(jié)構(gòu)整體振動特性的信號，融合后信號具有結(jié)構(gòu)振動的完整頻率成分，可為結(jié) 構(gòu)固有頻率辨識提供更全面、可靠的振動信號。
[0004] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案： 一種基于方差貢獻率的泄流結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)動態(tài)融合方法，其特征在于：包括： 步驟1 :利用多個傳感器對結(jié)構(gòu)不同部位的振動響應(yīng)進行全方位的信號采集，并選擇 具有頻率成分的振動信號設(shè)定測點； 步驟2 :將各個測點信號能量進行歸一化處理，計算各個信號的均值和方差； 步驟3 :在步驟2的基礎(chǔ)上計算各個測點每個數(shù)據(jù)對信號的方差貢獻率； 步驟4 :根據(jù)步驟3中得到的方差貢獻率分配融合系數(shù)，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)的動態(tài)融 合； 進一步改進，所述步驟2中，各測點信號的均值和方差公式如下： 1)、計算傳感器i采集的m個數(shù)據(jù)的均值：馬=1 ~ 公式（1) 其中，％表示傳感器i采集的第j個數(shù)據(jù)； 2)、計算傳感器i采集的m個數(shù)據(jù)的方差：e

【權(quán)利要求】
1. 一種基于方差貢獻率的泄流結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)動態(tài)融合方法，其特征在于：包括： 步驟1:利用多個傳感器對結(jié)構(gòu)不同部位的振動響應(yīng)進行全方位的信號采集，并選擇 具有頻率成分的振動信號設(shè)定測點； 步驟2 :將各個測點信號能量進行歸一化處理，計算各個信號的均值和方差； 步驟3 :在步驟2的基礎(chǔ)上計算各個測點每個數(shù)據(jù)對信號的方差貢獻率； 步驟4 :根據(jù)步驟3中得到的方差貢獻率分配融合系數(shù)，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)的動態(tài)融 合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于方差貢獻率的泄流結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)動態(tài)融合方法，其特征 在于：所述步驟2中，各測點信號的均值和方差公式如下：
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于方差貢獻率的泄流結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)動態(tài)融合方法，其特征 在于：所述步驟3中，方差貢獻率的方法如下：
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于方差貢獻率的泄流結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)動態(tài)融合方法，其特征 在于：所述步驟4中，融合系數(shù)的分配方法如下： 融合系數(shù)的分配方法根據(jù)公式（3)中的的大小進行分配，具體公式如下：
將各測點的數(shù)據(jù)進行動態(tài)融合，得到數(shù)據(jù)融合后j點的x值，其計算公式為：
【文檔編號】G06F19/00GK104484545SQ201410526391
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】李火坤, 劉成林, 刀健, 鄧冰梅, 寇昊, 陳玉林 申請人:南昌大學(xué)