基于稀疏成分分析的欠定工作模态参数识别

来源：计算机集成制造系统杂志2021年第8期北京时间：

作者：王鑫,王成,李海波,赖雄鸣,陈叶旺

单位：1.华侨大学计算机科学与技术学院2.厦门市企业互操作与商务智能工程技术研究中心3.华侨大学机电及自动化学院

摘要：针对基于独立成分分析的工作模态参数识别方法可识别模态数较少的问题,提出一种基于稀疏成分分析的欠定工作模态参数识别方法。该方法从线性时不变小阻尼结构的模态振型、模态坐标的性质和稀疏成分分析的基本假设出发,找出模态振型与混合矩阵之间、模态坐标响应与稀疏成分之间的一一对应关系,将欠定工作模态参数识别问题转化为稀疏成分分析问题。首先,从基于传统盲源分离的工作模态参数识别中存在的问题和稀疏成分分析流程,建立了基于稀疏成分分析的工作模态参数识别框架和流程步骤;其次,针对欠定工作模态参数识别振型的解释和评价问题,提出欠定条件下识别振型的特点及评价方法;最后,讨论了可识别模态数、模态遗漏、虚假模态及方法的适用范围,并与独立成分分析方法进行了理论比较。通过5自由度仿真数据集下的工作模态参数识别,表明所提方法具有有效性和优越性。

关键词：工作模态参数识别,稀疏成分分析,欠定,模态振型评估,独立成分分析

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61502181,71571056);国家自然科学基金青年基金资助项目(51305142,51305143);中国博士后科学基金资助项目(2014M552429);福建省高校青年自然科学基金重点资助项目(JZ160409);泉州市科技计划资助项目(2018Z008,2017G019,2017G045,2018C110R,2018C114R);华侨大学研究生教育教学改革研究立项资助项目(18YJG28)。