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泄流激励下水工结构振动响应信号自适应联合去噪方法技术

技术编号:42610425 阅读:54 留言:0更新日期:2024-09-03 18:18
本发明专利技术公开了一种泄流激励下水工结构振动响应信号自适应联合去噪方法,联合自动奇异值分解和自适应变分模态分解ASVD‑IVMD对水工结构振动响应信号进行去噪处理;首先,基于奇异值分解SVD理论,提出了利用超参数法自动确定有效奇异值的自动奇异值分解ASVD方法,以自动滤除背景噪声;随后,基于变分模态分解VMD原理,提出了基于包络熵和黏菌优化算法的改进变分模态分解IVMD方法,以实现信号中结构各振动分量和噪声分量的自适应分离,结合互相关系数进一步滤除低频水流噪声;从而降低背景白噪声及低频水流噪声对水工结构动力特征信息提取的干扰,提升了水工结构振动响应信号去噪的自动化程度。本发明专利技术方法为泄流激励下水工结构振动响应信号去噪提供了一种新的思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水工结构安全监测及性能评估,具体涉及一种泄流激励下水工结构振动响应信号自适应联合去噪方法


技术介绍

1、水工结构(如泄洪闸、溢流拱坝和重力坝、导隔墙等)在长期宣泄洪水时,由于高速水流的作用,极易导致其振动灾害(如强烈振动、振动损伤)的发生。由于水工结构的振动响应所包含的信息更全面地反映了结构整体力学行为特征,因此开展水工结构振动安全监测及其正反分析可有效弥补传统静态监测的不足,特别是在保障水工结构宣泄洪水期间的运行安全方面具有独特优势,关于该方面的研究目前还比较匮乏。基于原型实测振动响应信号准确获取水工结构动力特性信息,对于实现水工结构运行形态感知和振动安全评估至关重要。然而,水工结构振动信号通常受到各种噪声的影响,包括机械振动、水流冲击、风力等,因此需进行一定的降噪处理以提取出结构本身的振动特征。

2、对于水工结构振动信号而言,如何有效滤除低频水流噪声、分离结构密频分量和捕捉结构高频分量是当前研究难点。以往的信号处理技术对于获取水工结构振动信号的密频和高频特性方面存在局限,且不同的信号处理技术具有各自的适用范围和特点,因此如何本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种泄流激励下水工结构振动响应信号自适应联合去噪方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种泄流激励下水工结构振动响应信号自适应联合去噪方法,其特征在于,步骤S21中所述利用获取的水工结构振动响应信号X0构造汉克尔Hankel矩阵,采用奇异值分解SVD算法得到若干个奇异值,包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的一种泄流激励下水工结构振动响应信号自适应联合去噪方法,其特征在于,步骤S22中所述采用归一化差分谱法从所得若干个奇异值中自动寻找有效奇异值个数并进行信号重构,得到重构后的水工结构振动响应信号X1,包括以下步骤:p>

4.根据权...

【技术特征摘要】

1.一种泄流激励下水工结构振动响应信号自适应联合去噪方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种泄流激励下水工结构振动响应信号自适应联合去噪方法,其特征在于,步骤s21中所述利用获取的水工结构振动响应信号x0构造汉克尔hankel矩阵,采用奇异值分解svd算法得到若干个奇异值,包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的一种泄流激励下水工结构振动响应信号自适应联合去噪方法,其特征在于,步骤s22中所述采用归一化差分谱法从所得若干个奇异值中自动寻找有效奇异值个数并进行信号重构,得到重构后的水工结构振动响应信号x1,包括以下步骤:

4.根据权利要求1所述的一种泄流激励下水工结构振动响应信号自适应联合去噪方法,其特征在于,步骤s23中所述利用包络熵和黏菌优化算法确定变分模态分解vmd算法的最优参数,包括以下步骤:

5.根据权利要求4所述的一种泄流激励下水工结构振动响应信号自适应联合去噪方法,其特征在于,所述变分模态...

【专利技术属性】
技术研发人员:柳波李火坤王刚黄伟李怡静廖伟盛朱慧琪
申请(专利权)人:南昌大学
类型:发明
国别省市:

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