非同步采样下多通道响应数据的时延估计及结构模态参数识别

来源：振动与冲击杂志2025年第17期北京时间：

作者：付生辉，吴杰wwujie,，杨晖柱

单位：1.同济大学土木工程学院，上海200092；2.上海期智研究院，上海200232；3.同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司，上海200092

摘要：运营模态分析在状态评估、损伤检测和模型更新等结构健康监测领域中发挥着重要作用。然而，受网络延迟、传感器误差和设备故障等多种因素的影响，多通道的结构振动监测信号往往存在轻微或显著的不同步，从而产生相位偏差，导致模态分析过程中出现难以预测的不确定性。为此，提出了一种改进的频域分解法，用于检测和同步具有任意时延的多通道振动响应数据并识别结构模态参数。该方法基于频域分解法的互功率谱密度矩阵，提取各通道响应信号在频域中的相位变化特征，并将时延转换为特定带宽内的相位周期数之差，获得时延的解析值。通过融合多个模态间的相位信息，有效降低系统误差及噪声的影响，从而显著提升时延估计的准确性。最后，分别利用一个6自由度数值模型以及苏通大桥和上海中心大厦的实测加速度响应数据验证了该方法的有效性。结果表明，该方法执行快、精度高，既可用于非同步数据下的模态参数识别，又可用于振动信号时延的检测与估计。<br>

关键词：结构健康监测；时延；数据同步；相位偏差；模态识别