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目次
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《水工結構工作模態辨識理論與應用》根據環境激勵的特點，探索研究以泄流激勵為系統輸入、結構振動響應為輸出的水工結構工作模態參數辨識理論，從數模與理論、模型試驗、原型觀測三方面研究大型水工結構的實時工作模態，分析結構動力特性參數，探究結構安全運行敏感性指標，建立水工結構泄洪振動的狀態監測系統，為高壩結構的安全運行提供理論依據和技術，在試驗數據和工程實例的基礎上，取得了具有實用價值的創新性研究成果。
《水工結構工作模態辨識理論與應用》除可用作水利水電工程設計人員、技術人員、管理人員的參考用書外，還可作為相關專業的研究生以及教師的學習參考書。
《水工結構工作模態辨識理論與應用》除可用作水利水電工程設計人員、技術人員、管理人員的參考用書外，還可作為相關專業的研究生以及教師的學習參考書。
目次
前言
第1章緒論
1.1水工結構反問題的提出
1.1.1反問題的定義
1.1.2流激振動動力學反問題的提出
1.1.3流激振動動力學反問題的分類
1.1.4流激振動動力學正、反問題的關系
1.2水工結構模態參數辨識方法及現狀
1.2.1傳統的模態參數辨識方法
1.2.2基于環境激勵的模態參數辨識方法
1.2.3基于環境激勵的模態參數辨識研究進展
1.3本書章節框架
參考文獻
第2章水工結構泄流振動響應信號處理方法
2.1振動信號處理的基本概念
2.1.1振動過程描述及分類
2.1.2隨機振動的特點
2.2隨機振動信號處理方法
2.2.1消除多項式趨勢項
2.2.2采樣數據的平滑處理
2.3隨機振動信號的統計方法
2.3.1概率分布函數和概率密度函數
2.3.2均值、均方值及方差
2.3.3相關函數
2.4經典振動信號濾波方法
2.4.1數字濾波
2.4.2卡爾曼濾波
2.4.3小波濾波
2.4.4奇異值分解濾波
2.5基于二次濾波技術的泄流結構振動響應信號處理
2.5.1經驗模態分解
2.5.2小波閾值與EMD聯合濾波原理
2.5.3小波閾值與EMD聯合濾波流程圖
2.5.4仿真分析
2.5.5工程實例——拉西瓦拱壩水彈性模型特征參數提取
2.6隨機振動信號的積分和微分變換
2.7隨機振動信號的頻譜分析
2.8本章小結
參考文獻
第3章振動測試傳感器優化布置方法
3.1概述
3.2傳感器優化布置方法
3.2.1傳統有效獨立法原理
3.2.2距離系數—有效獨立法原理
3.2.3有效獨立—總位移法
3.2.4平均加速度幅值—變形比法
3.3有限元仿真理論與方法
3.3.1有限元仿真理論
3.3.2有限元模擬方法
3.4算例分析與效果評價
3.4.1建立模型及模態分析
3.4.2四種傳感器優化布置方案
3.4.3方案評價
3.5本章小結
參考文獻
第4章基于帶通濾波的模態參數綜合辨識
4.1傳統模態參數時域辨識方法
4.1.1隨機減量法
4.1.2自然激勵技術
4.1.3ITD法
4.1.4STD法
4.1.5復指數法
4.1.6ARMA模型時間序列法
4.2工程實例
4.3本章小結
參考文獻
第5章基于系統狀態空間的模態參數辨識
5.1系統的可辨識性
5.1.1系統的狀態空間方程描述
5.1.2系統的可控性與可觀性
5.1.3系統小實現
5.2基于ERA算法的模態參數辨識
5.3基于SSI算法的模態參數辨識
5.3.1隨機子空間算法
5.3.2模態參數提取
5.4基于奇異熵增量的系統定階
5.4.1奇異熵增量
5.4.2系統階次的選取準則
5.5噪聲模態的剔除及算法流程
5.5.1ERA算法噪聲模態剔除及算法流程
5.5.2SSI算法噪聲模態剔除及算法流程
5.5.3仿真實例
5.6ERA算法與SSI算法的異同
5.7高壩泄流結構的水流荷載特點
5.7.1高拱壩泄流脈動荷載特點
5.7.2溢流壩泄流脈動荷載特點
5.8工程實例1——拉西瓦拱壩水彈性模型模態參數辨識
5.8.1基于ERA算法的拱壩模態參數辨識
5.8.2基于SSI算法的拱壩模態參數辨識
5.8.3辨識結果分析
5.9工程實例2——三峽溢流壩及左導墻工作模態參數辨識
5.9.1三峽溢流壩及左導墻振動測試
5.9.2溢流壩及左導墻工作模態參數辨識
5.9.3對比分析與驗證
5.10高壩泄洪振動的狀態監測系統實現
5.11本章小結
參考文獻
第6章基于HHT變換的模態參數辨識
6.1HHT變換基本理論
6.1.1EMD算法
6.1.2Hilbert變換
6.1.3Hilbert譜
6.2HHT模態參數辨識原理
6.3HHT法的優越性
6.4仿真實例
6.5工程實例
6.5.1三峽重力壩
6.5.2景電工程渡槽
6.6本章小結
參考文獻
第7章基于獨立分量分析的模態參數辨識
7.1獨立分量基本理論
7.1.1獨立分量的問題描述
7.1.2獨立分量的基本假設
7.1.3獨立分量的預處理
7.1.4獨立分量的獨立性判據
7.1.5一種重要的ICA算法—FASTICA算法
7.2獨立分量技術辨識模態參數
7.3模型試驗
7.3.1試驗概況
7.3.2獨立分量技術辨識模態參數
7.4本章小結
參考文獻
第8章基于頻域法的工作模態參數辨識
8.1頻域分解法的基本原理
8.1.1結構泄流激勵響應間的互功率譜函數理論
8.1.2辨識算法
8.1.3功率譜密度函數的模態頻率置信區間（MCF）的確定
8.1.4阻尼比的計算
8.2數值模型驗證
8.3泄流激勵下高拱壩模態參數頻域法辨識與驗證
8.3.1高拱壩模態參數頻域法辨識
8.3.2對比分析與驗證
8.4本章小結
參考文獻
第9章結論與展望
第1章緒論
1.1水工結構反問題的提出
1.1.1反問題的定義
1.1.2流激振動動力學反問題的提出
1.1.3流激振動動力學反問題的分類
1.1.4流激振動動力學正、反問題的關系
1.2水工結構模態參數辨識方法及現狀
1.2.1傳統的模態參數辨識方法
1.2.2基于環境激勵的模態參數辨識方法
1.2.3基于環境激勵的模態參數辨識研究進展
1.3本書章節框架
參考文獻
第2章水工結構泄流振動響應信號處理方法
2.1振動信號處理的基本概念
2.1.1振動過程描述及分類
2.1.2隨機振動的特點
2.2隨機振動信號處理方法
2.2.1消除多項式趨勢項
2.2.2采樣數據的平滑處理
2.3隨機振動信號的統計方法
2.3.1概率分布函數和概率密度函數
2.3.2均值、均方值及方差
2.3.3相關函數
2.4經典振動信號濾波方法
2.4.1數字濾波
2.4.2卡爾曼濾波
2.4.3小波濾波
2.4.4奇異值分解濾波
2.5基于二次濾波技術的泄流結構振動響應信號處理
2.5.1經驗模態分解
2.5.2小波閾值與EMD聯合濾波原理
2.5.3小波閾值與EMD聯合濾波流程圖
2.5.4仿真分析
2.5.5工程實例——拉西瓦拱壩水彈性模型特征參數提取
2.6隨機振動信號的積分和微分變換
2.7隨機振動信號的頻譜分析
2.8本章小結
參考文獻
第3章振動測試傳感器優化布置方法
3.1概述
3.2傳感器優化布置方法
3.2.1傳統有效獨立法原理
3.2.2距離系數—有效獨立法原理
3.2.3有效獨立—總位移法
3.2.4平均加速度幅值—變形比法
3.3有限元仿真理論與方法
3.3.1有限元仿真理論
3.3.2有限元模擬方法
3.4算例分析與效果評價
3.4.1建立模型及模態分析
3.4.2四種傳感器優化布置方案
3.4.3方案評價
3.5本章小結
參考文獻
第4章基于帶通濾波的模態參數綜合辨識
4.1傳統模態參數時域辨識方法
4.1.1隨機減量法
4.1.2自然激勵技術
4.1.3ITD法
4.1.4STD法
4.1.5復指數法
4.1.6ARMA模型時間序列法
4.2工程實例
4.3本章小結
參考文獻
第5章基于系統狀態空間的模態參數辨識
5.1系統的可辨識性
5.1.1系統的狀態空間方程描述
5.1.2系統的可控性與可觀性
5.1.3系統小實現
5.2基于ERA算法的模態參數辨識
5.3基于SSI算法的模態參數辨識
5.3.1隨機子空間算法
5.3.2模態參數提取
5.4基于奇異熵增量的系統定階
5.4.1奇異熵增量
5.4.2系統階次的選取準則
5.5噪聲模態的剔除及算法流程
5.5.1ERA算法噪聲模態剔除及算法流程
5.5.2SSI算法噪聲模態剔除及算法流程
5.5.3仿真實例
5.6ERA算法與SSI算法的異同
5.7高壩泄流結構的水流荷載特點
5.7.1高拱壩泄流脈動荷載特點
5.7.2溢流壩泄流脈動荷載特點
5.8工程實例1——拉西瓦拱壩水彈性模型模態參數辨識
5.8.1基于ERA算法的拱壩模態參數辨識
5.8.2基于SSI算法的拱壩模態參數辨識
5.8.3辨識結果分析
5.9工程實例2——三峽溢流壩及左導墻工作模態參數辨識
5.9.1三峽溢流壩及左導墻振動測試
5.9.2溢流壩及左導墻工作模態參數辨識
5.9.3對比分析與驗證
5.10高壩泄洪振動的狀態監測系統實現
5.11本章小結
參考文獻
第6章基于HHT變換的模態參數辨識
6.1HHT變換基本理論
6.1.1EMD算法
6.1.2Hilbert變換
6.1.3Hilbert譜
6.2HHT模態參數辨識原理
6.3HHT法的優越性
6.4仿真實例
6.5工程實例
6.5.1三峽重力壩
6.5.2景電工程渡槽
6.6本章小結
參考文獻
第7章基于獨立分量分析的模態參數辨識
7.1獨立分量基本理論
7.1.1獨立分量的問題描述
7.1.2獨立分量的基本假設
7.1.3獨立分量的預處理
7.1.4獨立分量的獨立性判據
7.1.5一種重要的ICA算法—FASTICA算法
7.2獨立分量技術辨識模態參數
7.3模型試驗
7.3.1試驗概況
7.3.2獨立分量技術辨識模態參數
7.4本章小結
參考文獻
第8章基于頻域法的工作模態參數辨識
8.1頻域分解法的基本原理
8.1.1結構泄流激勵響應間的互功率譜函數理論
8.1.2辨識算法
8.1.3功率譜密度函數的模態頻率置信區間（MCF）的確定
8.1.4阻尼比的計算
8.2數值模型驗證
8.3泄流激勵下高拱壩模態參數頻域法辨識與驗證
8.3.1高拱壩模態參數頻域法辨識
8.3.2對比分析與驗證
8.4本章小結
參考文獻
第9章結論與展望
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