一种高频底座力天平信号的时域校准方法技术

本发明专利技术属于仪器校准技术领域，公开一种高频底座力天平信号的时域校准方法，包括：步骤1：输入观测信号x(t)；步骤2：对观测信号x(t)进行实时解耦，得到解耦后模态信号q(t)；步骤3：在模态坐标下，对模态信号q(t)进行模态参数识别；步骤4：根据模态参数识别结果，构造数字滤波器对模态信号q(t)进行修正；步骤5：根据修正后的模态信号逆推得到修正后的气动荷载时程y(t)。本发明专利技术采用一种自适应盲源分离算法对测量信号进行在线解耦，对解耦得到的模态信号进行自振频率和模态阻尼比的识别，进而构造相应的数字滤波器，最终得到修正后的真实气动荷载时程，便于进一步的时程分析。本发明专利技术弥补了现有修正方法只能离线式解耦信号以及无法获取修正后气动荷载时程的不足。

【技术实现步骤摘要】
一种高频底座力天平信号的时域校准方法
本专利技术属于仪器校准
，涉及一种高频底座力天平信号的时域校准方法。
技术介绍
高频底座力天平(HFFB)方法是评估超高层建筑风荷载和风致响应的主要技术手段之一。但是，该方法也有其自身的缺点，天平模型系统(BMS)对测得的气动荷载常常有动力放大作用，为了获得准确的气动荷载，应采用修正的方法消除这种信号畸变，获取频带更宽的气动力信号。HFFB属于多分量天平范畴，由于天平各分量之间存在相互耦合的问题，进一步加大了信号修正的难度，因此在信号修正前有必要先对耦合测量信号进行解耦。对于气动力修正领域的已有处理方法主要有：1、单模态修正方法，当BMS的信号不存在明显耦合时，可以根据BMS自振频率和阻尼比的识别结果，使用机械导纳函数在频域对未耦合信号功率谱进行修正。2、多模态修正方法，针对信号耦合的情况，应该先对信号解耦后再采用单模态修正方法。常用的解耦方法是分为两个阶段：第一阶段将数据预白化处理，白化处理可去除各观测信号之间的相关性，从而简化了后续独立分量的提取过程，第二阶段是求出正交矩阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高频底座力天平信号的时域校准方法，其特征在于，包括：/n步骤1：输入观测信号x(t)＝[x(1),x(2),...,x(k)]；/n步骤2：对观测信号x(t)进行实时解耦，得到解耦后模态信号q(t)；/n步骤3：在模态坐标下，对模态信号q(t)进行模态参数识别；/n步骤4：根据模态参数识别结果，构造数字滤波器对模态信号q(t)进行修正；/n步骤5：根据修正后的模态信号逆推得到修正后的气动荷载时程y(t)。/n

【技术特征摘要】
1.一种高频底座力天平信号的时域校准方法，其特征在于，包括：
步骤1：输入观测信号x(t)＝[x(1),x(2),...,x(k)]；
步骤2：对观测信号x(t)进行实时解耦，得到解耦后模态信号q(t)；
步骤3：在模态坐标下，对模态信号q(t)进行模态参数识别；
步骤4：根据模态参数识别结果，构造数字滤波器对模态信号q(t)进行修正；
步骤5：根据修正后的模态信号逆推得到修正后的气动荷载时程y(t)。


2.根据权利要求1所述的时域校准方法，其特征在于，步骤2包括：
步骤2-1：初始化信号分离矩阵B0，设置迭代步长μ(k)；
步骤2-2：逐点实时接收观测信号x(t)，对接收到的观测信号进行迭代；
步骤2-3：逐点更新信号分离矩阵：
B(k+1)＝B(k)+μ(k)[I-y(k)yT(k)-g(y(k))yT(k)+y(k)gT(y(k))]B(k)；
其中g(·)是某个非线性函数；B(k)是k时刻信号分离矩阵；μ(k)是k时刻步长；I是单位矩阵；y(k)是k时刻输出信号；
步骤2-4：逐点更新输出信号y(k)＝B(k)x(k)；
步骤2-5：不断重复2-2、2-3、2-4直至算法达到稳态，得到最终信号分离矩阵B；
步骤2-6：得到解耦后模态信号q(t)＝Bx(t)。


3.根据权利要求2所述的时域校准方法，其特征在于，采用一种自适应盲源分离算法对观测信号x(t)进行分离，包括：
首先，初始化信号分离矩阵B0＝0.5I，设置算法迭代步长为分段函数：



其中：μ0、k0、T为自定义参数；k为迭代次数；
然后，逐点输入观测信号，串行更新信号分离矩阵：
B(k+1)＝B(k)+μ(k)[I-y(k)yT(k)-g(y(k))yT(k)+y(k)gT(y(k))]B(k)
y(k)＝B(k)x(k)
其中g(·)是非线性函数，一般情况下，当源信号为亚高斯信号时，即峭度小于零时，g(y(k))＝y3(k)，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓琦，谢壮宁，张乐乐，石碧青，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44