分段频谱细化优化频响函数提高模态参数识别精度

"基于分段频谱细化的频响函数优化 (2010年) - 重庆理工大学学报(自然科学) - 汤宝平, 李瑞, 章国稳" 本文主要探讨了在模态参数识别过程中如何提高频响函数的估计精度和分辨率，提出了一种创新性的方法——基于分段频谱细化的频响函数优化。频响函数是分析结构动态特性的重要工具，尤其是在机械、土木工程等领域，它能反映系统对输入信号的频率响应。然而，传统的频响函数估计方法可能在高精度和高分辨率方面存在局限。 首先，该方法将频响函数按照模态阶次进行分段，确定每个模态段的起始和结束频率。这一步骤是为了更好地分离不同模态的影响，避免模态间的干扰，从而提高识别的准确性。 接着，文章引用了Chirp-Z变换作为频谱细化的工具。Chirp-Z变换是一种类似于傅立叶变换的信号处理技术，它可以提供非均匀采样下的频谱分析，特别适合处理具有宽频率范围或需要高分辨率的信号。通过对激励信号和响应信号进行逐频段的Chirp-Z变换细化，可以得到各阶模态对应的精细频响函数曲线。 在模态参数识别中，以峰值法为例进行了仿真和实验验证。峰值法是识别频响函数中模态频率的一种常见方法，通过查找响应信号的峰值来确定各个模态的自然频率。作者通过比较传统方法与新方法的结果，证明了分段频谱细化方法能获得更精确的模态参数，包括自然频率、阻尼比和振型。 此外，文章还提到了中央高校基本科研业务费资助项目的背景，这表明该研究得到了官方科研资金的支持。作者汤宝平，作为博士、教授和博士生导师，专注于高性能机电传动与智能测控领域的研究，他的团队在此领域有深厚的理论基础和实践经验。 这篇论文介绍的分段频谱细化方法为改善模态参数识别提供了新的思路，有望在结构动力学分析和工程应用中提高分析的精确性和效率。通过这种方法，工程师和研究人员能够更准确地理解和预测结构在不同频率下的动态行为，这对于设计安全、稳定的工程结构至关重要。