【技术实现步骤摘要】
海工结构实测信号最大能量迭代提取方法
本专利技术属于信号分解
，尤其涉及一种海工结构实测信号最大能量迭代提取方法。
技术介绍
海洋工程结构的动力响应中同时包含有结构信息及激励信息，如果能从结构的动力响应信号中准确的提取相关信息，就可以进一步获取结构及激励的相关特征。目前，解决此问题的方法是通过将原始动力响应信号分解为一系列的分量成分。但是，由于海洋工程结构所处的环境十分复杂，长期受到不稳定的风、浪、流等荷载的长期联合作用，测试得到的动力响应中包含有大量的噪声成分，使用传统的信号分解方法很难得到预期的结果。因此，针对海洋工程结构中动力响应信号的复杂性，研究海洋工程结构动力响应信号的分解方法，对海洋工程结构动力响应分析具有重要意义。传统的信号分解方法包括基于傅里叶分解的一次性分解方法和基于经验模态分解的迭代提取方法。在基于傅里叶变换的方法中，例如傅里叶分解、小波分解等。2013年，Yin等使用小波变换来减少实测数据的冗余度，使得真实的有效信息携带几个重要的解耦序列，然后通过与径向基函数网络结合，实现了船舶倾斜的实时...
【技术保护点】
1.一种海工结构实测信号最大能量迭代提取方法，其特征在于，包括：/n计算原始动力响应信号的自相关函数，求解功率谱密度，并确定原始动力响应信号中的最大能量分量；/n离散原始动力响应信号，并在低阶状态空间模型下进行复指数拟合，提取出原始动力响应信号中的最大能量分量；/n设置分解停止准则，增大状态空间模型阶次，并重复分解过程，量化分解精度；/n重构最大成分分量，并用剩余动力响应信号代替原始动力响应信号，重复上述分解过程，迭代提取剩余动力响应信号的最大能量分量，实现对原始动力响应信号的完全分解。/n
【技术特征摘要】
1.一种海工结构实测信号最大能量迭代提取方法，其特征在于，包括：
计算原始动力响应信号的自相关函数，求解功率谱密度，并确定原始动力响应信号中的最大能量分量；
离散原始动力响应信号，并在低阶状态空间模型下进行复指数拟合，提取出原始动力响应信号中的最大能量分量；
设置分解停止准则，增大状态空间模型阶次，并重复分解过程，量化分解精度；
重构最大成分分量，并用剩余动力响应信号代替原始动力响应信号，重复上述分解过程，迭代提取剩余动力响应信号的最大能量分量，实现对原始动力响应信号的完全分解。
2.根据权利要求1所述的海工结构实测信号最大能量迭代提取方法，其特征在于，计算原始动力响应信号的自相关函数，求解功率谱密度，并确定原始动力响应信号中的最大能量分量的方法为：
构造结构的原始动力响应信号f(t)：
式中，Nf表示原始动力响应信号成分数量，ρn、θn、ωn、ξn为各成分的幅值、相位、频率、阻尼系数；
根据公式：
计算原始动力响应信号功率谱密度函数Pf(ω)，由功率谱密度函数Pf(ω)表示原始动力响应信号的能量分布；式中，Rf(t)为f(t)的自相关函数，Rf(t)与Pf(ω)满足傅里叶变换的关系；
根据公式：
计算功率谱密度的最大幅值
确定原始动力响应信号f(t)中的最大能量分量为功率谱密度的最大幅值
3.根据权利要求2所述的海工结构实测信号最大能量迭代提取方法，其特征在于，离散原始动力响应信号，并在低阶状态空间模型下进行复指数拟合，提取出原始动力响应信号中的最大能量分量的方法为：
将原始动力响应信号f(t)离散为时间间隔为Δt的离散信号fk：
式中，tk＝kΔt，k＝0，1，...，Np-1，Np为采样信号的点数，
构造Nr×NcHankel矩阵Hf(k)：
式中，Nr和Nc分别为矩阵Hf(k)的行数和列数，满足Nr+Nc+1＝Np；
在模态阶次为2时，令k＝0，对Hf(0)进行奇异值分解，得到：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：周琳，刘福顺，高树健，刘远传，周胡，田哲，王滨，姜贞强，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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