利索能及
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专利号: 2015110082816
申请人: 青岛理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于EMD分解与AR模型残差的结构损伤预警方法,其特征在于:含有以下步骤:(一)通过实测获取结构损伤前后同一节点的加速度响应信号x(t)和x'(t);

(二)利用EMD对获取的结构损伤前的加速度响应信号x(t)进行分解,得到x(t)的分解式:式中,n为分解得到的固有模态函数IMF的个数,ci为第i阶固有模态函数IMF,rn为残余函数;

(三)对经EMD分解得到的n个固有模态函数IMF进行能量计算,其能量计算公式为:选取能量大的y1和y2两个固有模态函数IMF,利用AR模型按照公式(3)进行拟合,公式(3)的表达式为:式中,n为根据AIC准则确定的AR模型阶数, 为AR模型第k阶系数,εy(t)为AR模型时间序列残差;

(四)根据选取的y1和y2两个固有模态函数IMF的AR模型残差的方差 和 构建椭圆控制方程,构建的椭圆控制方程为:式中, 和 分别为y1和y2的AR模型时间序列残差 和 的方差;

(五)对结构损伤后的加速度响应信号x'(t)按照公式(1)、(2)、(3)提取y′1和y′2两个固有模态函数IMF的AR模型系数 和 按照公式(5)和(6)求出时间序列残差 和公式(5)和(6)的表达式为:式中,p和q分别为y′1和y′2两个固有模态函数IMF根据AIC准则确定的AR模型阶数;

进一步,分别求出时间序列残差 和 的方差 和

(六)结构损伤预警:若点 落在构建的椭圆控制方程的椭圆内,说明结构状况良好,若点 落在构建的椭圆控制方程的椭圆外,则说明结构存在损伤并发出损伤预警。