基于滑动窗邻域保留投影的工作模态分析

来源：计算机集成制造系统杂志2023年第9期北京时间：

作者：符伟华, 王成, 陈建伟

单位：1.华侨大学计算机科学与技术学院2.西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室3.圣地亚哥州立大学数学与统计学院

摘要：为了识别线性慢时变结构的工作模态参数,提出一种基于滑动窗邻域保留投影(MWNPE)的工作模态参数识别方法。该方法基于“时间冻结”理论,利用固定长度的窗口,将每个窗口内的非平稳信号看作平稳的随机序列,从而将线性时变结构离散成有限个线性时不变结构。在每个窗口内,利用邻域保留投影算法寻找窗口内位移响应数据的低维嵌入,低维嵌入与模态坐标响应矩阵相对应;再利用单自由度识别技术从模态响应矩阵中识别出窗口的模态固有频率;最后,利用最小二乘广义逆估计出变换矩阵,变换矩阵与模态振型矩阵相对应。通过质量慢时变三自由度(DOF)的仿真结构验证表明,所提方法能有效识别出线性慢时变结构的工作模态参数,且识别精度优于滑动窗主成分分析方法和滑动窗等变自适应源分离(EASI)方法。

关键词：线性慢时变结构,工作模态参数,滑动窗,邻域保留投影,最小二乘广义逆

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51305142,51305143);福建省科技计划引导性资助项目(2017H01010065);中国博士后科学基金第55批面上资助项目(2014M552429);泉州市科技计划资助项目(2018C110R,2018C114R)。