(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号 CN 109060292 A
(43)申请公布日 2018.12.21
(21)申请号 CN201810555482.5
(22)申请日 2018.06.01
(71)申请人 华南理工大学
    地址 510640 广东省广州市天河区五山路381号
(72)发明人 张乐乐 谢壮宁 余先锋 石碧青
(74)专利代理机构 广州市华学知识产权代理有限公司
    代理人 李斌
(51)Int.CI
     
                                                                  权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
      考虑高频底座力天平试验的双耦合系统的风振实现方法
(57)摘要
      本发明公开了一种考虑高频底座力天平试验的双耦合系统的风振实现方法，它首先基于复模态理论的二阶盲辨识技术实现对耦合测量信号的解耦，再采用基于全气动力模拟的贝叶斯谱密度方法对分离信号进行可靠的参数识别，据此得到了BMS的分离/混合矩阵、固有频率和阻尼比，从而实现对畸变气动力信号的修正；对于结构原型系统的耦合问题，本发明在动力校准的基础上，使用谐波激励法建立了考虑超高层建筑结构三维耦合效应影响的风效应和等效静力风荷载计算方法，在一定程度上补充和完善了HFFB自身存在的不足，使所得结果更加真实、准确。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.考虑高频底座力天平试验的双耦合系统的风振实现方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:由风洞试验测量得到电压信号;
S2:经静力校准得到初始基底荷载信号;
S3:通过动力校准,得到最终基底荷载信号;
S4:将校准后信号输出,得到采集信号;
S5:将采集信号缩尺变换,得到原型的基础荷载;
S6:由模态分析结果求得模态分配系数矩阵;
S7:结合模态分配系数矩阵,得到基底气动力;
S8:得到基底弯矩和扭矩响应;
S9:得到等效静力风荷载。
2.根据权利要求1所述的考虑高频底座力天平试验的双耦合系统的风振实现方法,其特征在于,步骤S3的通过动力校准得到最终基底荷载信号的过程包括:
S3-1:对测量信号x(t)进行复数化处理,得到复信号<Image>
S3-2:对复信号<Image>进行白化得到白化后信号<Image>
S3-3:寻求正交矩阵V,使得<Image>进而得到分离后的复信号<Image>
S3-4:在模态坐标下,对分离信号进行固有频率和模态阻尼比识别;
在常用的正则化计算方法中 属于S3-5:根据识别得到的参数,对分离信号进行修正;
S3-6:由修正后的分离信号逆推,得到修正后的气动荷载;
具体的,设x(t)=[M<Sub>x</Sub>(t)>y</Sub>(t)>z</Sub>(t)]<Sup>T</Sup>为HFFB观测得到的模型基础气动倾覆弯矩和扭矩构成的向量信号,可视为由一组独立的源信号q<Sub>m</Sub>(t)混合而成:
x(t)=Φ<Sub>m</Sub>q<Sub>m</Sub>(t)(1)
式中Φ<Sub>m</Sub>为混合矩阵,相当于结构动力分析中的振型矩阵,假定其列满秩可逆;q<Sub>m</Sub>(t)则为天平模型系统的主坐标函数;可采用如下方法对x(t)对进行分离得到源信号q<Sub>m</Sub>(t):
先采用Hilbert变换方法对x(t)进行复数化处理,在此基础上对复信号<Image>的协方差矩阵:
<Image>
进行特征值分解,得到相应的特征向量矩阵E和对角阵特征值D,并由此得到所谓的白化矩阵W为:
W=ED<Sup>-1/2</Sup>(3)
由白化矩阵W对复信号<Image>进行主成分分解,得到白化后信号:
<Image>
<Image>满足<Image>为单位阵;与式(1)类似,复信号<Image>可以表示为
<Image>

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