A novel time-domain representation of transmissibility and its applications on operational modal analysis in the presence of non-white stochastic excitations
A novel time-domain representation of transmissibility and its applications on operational modal analysis in the presence of non-white stochastic excitations
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传输率的一种新颖时域表示及其在非白随机激励存在下的操作模态分析中的应用
DOI：
10.1016/j.jsv.2019.05.047
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发表时间：
2019-09
影响因子：
4.7
通讯作者：
Shao Yu-Pei
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kang Jie;Liu Li;Zhou Si-Da;Shao Yu-Pei
基于传递率的工作模态分析（TOMA）方法是解决非白随机激励下线性系统模态参数估计问题的有效方法。然而，TOMA方法有两个主要局限性。首先，在频域定义的传递率函数需要傅立叶变换来获得频域数据，从而导致泄漏误差和窗口函数选择问题。其次，需要多个充分不同的载荷工况来估计模态参数，如何量化不同载荷工况之间的差异仍然是一个问题。为了克服这两个局限性，本文提出了基于传递率的工作模态分析技术的时域表示。该技术包括两种方法，即基于时域传输率的方法和基于相关函数传输率的方法。这两种方法都直接利用时域数据，从而避免了傅里叶变换。基于CFT的方法结合不同的传递函数，而不是不同的负载情况下的CFT函数来估计模态参数。数值计算和实验室算例表明，所提出的两种方法彻底消除了泄漏误差和窗函数选择问题，比现有的频域方法具有更高的精度和更低的对短响应数据的敏感性。此外，两种方法可以用统一的数学形式表示，通过求解特征值问题，可以以较低的计算成本获得模态参数。
Transmissibility based operational modal analysis (TOMA) method is an effective solution to modal parameter estimation problem for a linear system under non-white stochastic excitations. However, the TOMA method has two main limitations. Firstly, the transmissibility function defined in frequency domain necessitates Fourier transform to acquire frequency-domain data, thus leading to leakage errors and window function selection problem. Secondly, it needs multiple sufficiently different load cases to estimate the modal parameters, and how to quantify the difference between different load cases remains a problem. To remove these two limitations, this paper proposes the time-domain representation of transmissibility based operational modal analysis technique. This technique contains two methods, namely time-domain transmissibility based method and correlation function transmissibility (CFT) based method. Both methods employ the time-domain data directly and thus avoid the Fourier transform. The CFT based method combines CFT functions with different transfer outputs instead of different load cases to estimate modal parameters. Numerical and laboratory examples show that the proposed two methods eliminate the leakage errors thoroughly and window function selection problem, showing higher accuracy and lower sensitivity to short response data than the existing frequency-domain methods. Furthermore, two methods can be expressed in a unified mathematical form through which the modal parameters can be obtained by solving an eigenvalue problem in low computational cost.
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DOI：
10.1111/j.1467-8667.2011.00735.x
发表时间：
2012-03
期刊：
Computer‐Aided Civil and Infrastructure Engineering
影响因子：
--
作者：
W. Yan;W. Ren
通讯作者：
W. Yan;W. Ren
DOI：
10.1007/978-1-4614-6555-3_35
发表时间：
2013
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
W. Weijtjens;G. D. Sitter;C. Devriendt;P. Guillaume
通讯作者：
W. Weijtjens;G. D. Sitter;C. Devriendt;P. Guillaume
影响因子：
4.7
作者：
Devriendt, Christof;Guillaume, Patrick
通讯作者：
Guillaume, Patrick
影响因子：
8.4
作者：
A. Poulimenos;S. Fassois
通讯作者：
A. Poulimenos;S. Fassois
影响因子：
8.4
作者：
K. Petsounis;S. Fassois
通讯作者：
K. Petsounis;S. Fassois