改进的DTFT方法提升斜拉索振动信号处理精度

本文探讨了斜拉索索力估算中的振动信号处理方法改进问题，针对斜拉索拉力检测中的经典谱估计方法存在的精度问题，特别是快速Fourier变换(FFT)所引起的栅栏效应。传统上，FFT常用于处理连续信号，但在处理周期性或非周期性信号时，由于窗函数的选择和频谱分辨率限制，可能导致频率分析的不准确。本文提出采用离散时间序列Fourier变换(DTFT)作为替代手段。 DTFT方法的优势在于其能够提供更精确的频率分辨率，尤其是在搜索斜拉索的固有频率时，这直接关系到振动分析的准确性。通过应用DTFT，研究者能够在频域中进行更为细致的搜索，从而有效避免了FFT在处理非均匀采样数据时的局限性，提高了索力估计的精度。 以塘沽海河斜拉桥的拉索振动数据为例，通过对加载前后振动数据的处理，实验结果显示，使用DTFT方法求解斜拉索的拉力，相较于FFT方法，精度提高了约5%。这表明DTFT在实际工程中的应用具有显著的优势，特别是在需要高精度测量的场合，如桥梁结构健康监测或索力控制中。 总结来说，本文的主要贡献在于提出了一个改进的振动信号处理策略，即利用DTFT来克服FFT在斜拉索索力估算中的精度瓶颈，这对于提升斜拉索结构的动态性能评估和维护至关重要。通过实证案例，验证了DTFT在实际工程中的可行性和优越性，为相关领域的研究和实践提供了新的思路和技术支持。