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土木工程毕业设计文献翻译--利用水泥基压电传感器监测地震荷载作用下钢筋混凝土框架结构的损伤 计算出来。其中, 是 N 点离散傅里叶变换的窗口部分 vn。 用周期图法的主要问题在于它的协方差,这是在的秩序。为了获得更好的性能评估,并降低其方差,从N个不同的实现相同的随机过程样本的平均周期图。然而,在实际应用中,它很可能只有一个样品是可用的。在这种情况下,我们可以处理数据细分成N重叠较小的片段: 其中,x (n)是一个持续时间L和D的窗口偏移距离。如果D L,部分重叠,和D L,段是连续的。第i段周期图是 因此,平均N周期获得的谱估计如下: 当D / L是用于使重叠的段的50%和方差减少由一个因子2 ,上标W代表韦尔奇平均多个周期图方法。 另一方面,在参数频谱估计中,我们着重于从离散数据序列随机过程选择一个适当的信号模型。如果选择的信号模型的拟合样本数据的分辨率,PSD(功率谱密度)的分辨率可能是由于施加信号结构增加。如果顺序是足够高,任何连续的PSD估计可以由一个AP模式的PSD近似,因此在声发射监测中,我们假设信号结构是所有杆( AP )模型。然而,有有一个AP模型阶次选举的权衡。如果模型阶数太高,获得的PSD具有伪峰。而如果太小,PSD会用有限的功率谱信息抚平。在这里,由于忽略了白噪声输入,我们考虑信号序列x(n)第四阶AP模型 四阶线性预测x(n)将会成为 并且相应的预测误差序列是 我们用最小化总平方误差来估计 在我们获得信号结构AP模型,PSD估计可以用公式(11)评价。 为进一步研究,PSD估计的首要目标是在所检测的原信号里有效和准确的表现出的主要频率成分或叠加的频率峰。在我们的测试中,基于频域特征区分,相信地震运动信号和声发射信号可以解耦。在各种声波的频率区域进行识别和定位,感兴趣的声发射组件可以被过滤掉。 5信号分析 检测到的原始信号波形在840加地震荷载测试作用下,见图6。并且检测的原始波形在30加白噪声输入下,如图7所示。为了提取钢筋混凝土框架结构的破坏过程(特别是混凝土裂缝)有用的信息 , PSD阐释以前的估计方法(即韦尔奇方法和协方差法)被用来突出显示检测到的原始信号的主要频率成分。两种方法分别得到PSD估计结果独立图表达。在这里韦尔奇的方法被认为是一个随机过程的统计特性的一个被动的数据近似,而协方差方法从某种程度上说是积极预测而不是被动的近似的功率谱密度[ 10 ]。30加仑的白噪声输入和840、1300 PGA级地震荷载下的钢筋混凝土框架结构的PSD图,在图所示 8 ,9和10。 图6,840加仑地震荷载下嵌入式0?3水泥基压电传感器检测的原始波形 图7,在30加白噪声下嵌入式0?3水泥基压电传感器检测的原始波形 图8,30加仑的白噪声输入功率谱密度估计 图9,840加仑地震荷载功率谱密度估计 图10,1300加仑地震荷载下功率谱密度估计 在图9和10的韦尔奇功率谱密度估计中,分别发现存在两个活跃的频率成分在低地区低于2.5 kHz和相对较高的地区在30 - 50 kHz。 总所周知,地震波频率分量和结构振动属于低频率区。因此,图9和10表明检测到的原始信号中的确包含地震波。同时,PSD幅度峰也可以清楚地发现约37千赫表明存在某种机制激活信号在频率域。之前关于混凝土结构健康监测实验结果的报道,从混凝土开裂、钢筋脱粘导致声发射信号的主要频率成分主要在10?350千赫的频率范围内。这是超声波的类别。同时,试验表明损伤后,在柱的底部观察到大量的裂缝。因此,在30千赫以上的频率区域把所在柱底部观察到的混凝土裂缝和杰出的PSD峰值联系在一起是自然的、合理的。与此相反,在频率范围30千赫以上,30加仑的白噪声输入功率谱密度图(见图8)似乎是相对平滑的,仅仅有几个小小的波纹。在钢筋混凝土结构,实现30加仑的白噪声还没有能够引起明显损害,检测到的信号必须来自白噪声输入及相应的结构振动。从理论上讲,白噪声是一个随机过程的特点是光滑PSD (即,白噪声包含任何中心频率在一个固定的带宽内相等的功率) 。 考虑到图9和10的PSD估计的协方差法,PSD估计曲线的变化证明遵循类似韦尔奇PSD估计结果的趋势。有一个局部极值约36千赫和显著低于5 kHz,这再一次证明了地震波分量和声发射信号组件在检测的原始信号的存在。此外,30加仑白噪声输入的协方差功率谱密度估计结果(见图8)被发现在高频率支撑韦尔奇功率谱密度估计相似变化趋势的区域是严格地平整而光滑。加仑白噪声输入期间,没有检测到的声发射信号产生。 6信号滤波在图9和10,PSD检测信号的估计结果说明,检测到的原始信号中存在两个主要区别:低频分量的频率成分(即,地震波和结构振动),高频成分(