| 【中文题名】 | 基于小波分析的结构健康状态监测技术研究 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 环境工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-11-6 |
| 【中关键词】 | 小波变换,小波包分解,频带能量,损伤检测,损伤定位, |
| 【英关键词】 | wavelet transform,wavelet package,frequency-band energy damage detection,damage location, |
| 【分类导航】 | 工业技术>建筑科学>建筑结构>结构理论、计算>结构试验与检验> |
| 【论文摘要】 | 损伤检测是进行结构健康监测的基础，本文以结构监测与损伤诊断为目的，研究了基于小波变换和小波包分析的损伤检测方法。
阐述了实施土木工程结构健康监测的必要性和迫切性，介绍了结构健康监测与损伤诊断的概念，讨论了系统组成、损伤检测的方法及其研究现状；研究了小波函数和尺度函数的时频特性，小波变换的多分辨分析及其正交性。小波变换可以把信号分解到不同频带中，进行时频域处理。实验证明：(1)正交小波变换具有良好的滤波特性；(2)小波系数的瞬态突变可以描述信号奇异性；(3)小波包分解频带能量分布能够表征信号分量的能量变化，小波包分析为信号处理和特征提取提供一种更加精细的分析方法。
重点研究了基于小波分析的结构损伤检测方法。在ASCE四层钢结构模型的基础上，采用正交小波变换分析其响应信号。研究表明：高频分量中的尖峰值可以判断是否发生损伤和损伤发生的时刻；当多个损伤接连发生时，尖峰值出现的顺序可以准确的描述各种损伤发生的顺序，并根据节点在结构中所处的空间位置，可以判断出损伤发生的区域。另外，提取损伤特征时，小波基函数的选择至关重要，对于Daubechies小波系，不同支撑区间的Daubechies小... |
| 【论文题纲】 |
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第一章 引言 |
8-18 |
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1.1 结构健康监测技术与损伤诊断的意义及内容 |
8-10 |
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1.2 结构健康监测技术与损伤诊断的发展及研究现状 |
10-16 |
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1.2.1 传感器最优化布置 |
11 |
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1.2.2 损伤检测技术 |
11-16 |
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1.3 课题来源、意义和论文的主要工作 |
16-18 |
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第二章 小波分析 |
18-43 |
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2.1 概述 |
18-19 |
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2.2 傅里叶变换 |
19-20 |
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2.3 短时傅里叶变换 |
20-21 |
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2.4 小波变换 |
21-37 |
|
2.4.1 连续小波变换 |
21-22 |
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2.4.2 离散小波变换 |
22-23 |
|
2.4.3 多分辨分析及其工程意义 |
23-27 |
|
2.4.4 Mallat算法 |
27-30 |
|
2.4.5 正交小波基的构造与信息独立化的提取 |
30-33 |
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2.4.6 Daubechies小波和Battle-Lemarie小波 |
33-37 |
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2.5 小波包的基本概念 |
37-41 |
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2.6 小波包分解频带能量 |
41-42 |
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2.7 本章小结 |
42-43 |
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第三章 正交小波的特性研究 |
43-54 |
|
3.1 概述 |
43 |
|
3.2 正交小波的频率分离特性 |
43-46 |
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3.3 小波对信号奇异性检测 |
46-49 |
|
3.4 小波包分解频带能量 |
49-53 |
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3.5 本章小结 |
53-54 |
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第四章 健康监测与损伤诊断在土木结构方面的应用 |
54-74 |
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4.1 概述 |
54 |
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4.2 ASCE结构模型 |
54-56 |
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4.3 基于小波分析的结构监测与损伤诊断 |
56-66 |
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4.3.1 损伤特征提取与小波函数的关系 |
56-63 |
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4.3.2 多个损伤特征的提取 |
63-66 |
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4.4 结构损伤的小波包分解频带能量监测 |
66-73 |
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4.5 本章小结 |
73-74 |
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第五章 结论与展望 |
74-76 |
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5.1 结论 |
74-75 |
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5.2 展望 |
75-76 |
|
参考文献 |
76-81 |
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致谢 |
81 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.122695 |
