[发明专利]一种基于压缩采样的模态分析及结构冲击监测方法

权利要求书

1.一种基于压缩采样的模态分析及结构冲击监测方法，其特征在于，包括

1)在待测结构表面布置一定密度的传感器网络，该传感器网络中的每个传感器与监测中心有线连接以实现信号传输；

2)各个传感器根据监测中心的命令对待测结构进行压缩采样，得到压缩数据；

3)对压缩数据进行结构的模态分析，得到待测结构的实时模态参数，应用奇异值分解的方法进行模态分析，包括；

3.1)由压缩数据求解出结构响应功率谱密度矩阵的奇异值，得到奇异值曲线；

3.2)从得到的奇异值曲线提取有效的模态频率；

3.3)计算在模态频率处的互相关函数矩阵；

3.4)对互相关函数矩阵进行特征正交分解得到模态向量；

4)根据步骤3)中的模态参数及步骤2)中的压缩数据进行冲击载荷识别并反演出待测结构所受冲击载荷的大小和位置；对步骤3)中的模态参数及步骤2)中的压缩数据建立多自由度系统结构在时域内的扰度优化模型，然后应用基追踪降噪算法求解该优化模型，则可精确、稳定反演出结构所受冲击载荷的大小和位置；

5)根据反演出的冲击载荷的大小和位置来判断待测结构的损伤信息。

2.如权利要求1所述的一种基于压缩采样的模态分析及结构冲击监测方法，其特征在于，在步骤2)中，所述的压缩采样具体如下：

将传感器采集到的原始信号x(t)先与伪随机发生器产生的测量矩阵p(t)在模拟发生器中相乘，实现混频；然后再经过一个低通滤波器H(t)滤波得到y(t)；最后,再利用ADC模块进行采样得到一系列观测数据y(n)即压缩数据。

3.如权利要求1所述的一种基于压缩采样的模态分析及结构冲击监测方法，其特征在于，在步骤3.1)中根据模态叠加原理对压缩数据求解出结构响应功率谱密度矩阵的奇异值，得到奇异值曲线。