[发明专利]海洋结构弱模态识别与时域重构方法

摘要

本发明涉及一种海洋结构弱模态识别与时域重构方法，特别是针对海洋结构测试信号中包含高水平噪声时海洋结构弱模态识别问题，包括：S1、获取海洋结构实测信号；S2、将实测信号非谐波分解；S3、弱模态极值分离与识别；S4、弱模态时域信号重构。本发明克服了传统模态识别方法难于提取淹没于高水平噪声中弱模态的难题，从极值‑留数均为复数角度出发，构建实测信号时间序列形式，使时域信号重构更准确，为海洋结构弱模态提取和时域重构提供了一种新方法，工程应用前景广阔。

主权项

1.海洋结构弱模态识别与时域重构方法，其特征在于，包括：S1、获取海洋结构实测信号；S2、将实测信号非谐波分解：S21、将实测信号构建成的形式，其中y_k为实测信号时间序列，k＝0,1,2,…，Δt为时间步长，p为分解阶次，λ_n＝‑α_n+i2πf_n、分别为极值与留数，α_n为系统阻尼比，f_n为系统固有频率，A_n为振动幅值，θ_n为正弦振动初始相位；S22、求取极值与留数的值：构建Hankel矩阵，应用奇异值分解技术求取极值与留数的值；S23、构建极值与系统固有频率f_n的关系；S3、弱模态极值分离与识别，具体包括：S31、选取极值窗：对实测信号进行傅里叶变换，得到实测信号的幅频图，选取极值窗口[λ₁,λ₂]，使系统弱模态的频率包含在所述极值窗口之内；S32、极值、留数分离：根据步骤S23将极值转化为对应的频率，根据步骤S31选取频率窗口[f₁,f₂]，根据极值窗口[λ₁,λ₂]分离出所述极值窗口内的对应留数；S33、系统弱模态识别：极值窗口中的时间序列构建为其中为极值窗口对应的时域数据，y'_Noi为极值窗口中噪声时间序列，y_Nt为极值窗口中真实弱模态对应的时间序列；S34、构建幅值与留数关系：其中B_n为幅值，γ_n为留数；S4、弱模态时域信号重构：弱模态时域重构为其中为重构弱模态时域信号，λ_Nt,γ_Nt分别为真实弱模态的极值和留数。