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基于时间序列分析方法的建筑结构参数识别的任务书
任务书
一、任务背景
建筑结构的参数识别是结构健康监测的重要任务之一。结构健康监测是指通过一定的技术手段对结构进行监测与评估，以保证建筑结构的安全性能和使用寿命。建筑结构的参数识别是结构健康监测中的核心问题之一，其目的是通过监测数据的分析，确定结构的基本参数和状态，以评估结构的健康状况。
目前，基于时间序列分析方法的建筑结构参数识别已成为研究热点。此方法可以通过对结构的振动响应数据进行分析，得到结构的基本参数，如自然频率、阻尼比、模态形态等，从而评估建筑结构的健康状况。该方法具有非侵入性、快速、准确等优点，因此得到了广泛的应用。
二、任务目的
本任务旨在开展基于时间序列分析方法的建筑结构参数识别研究，回答以下问题：
1.建立时间序列分析方法的基本模型，包括建立数据收集系统、确定数据预处理方法，建立结构的动力学数学模型等。
2.掌握基于时间序列分析方法的结构自然频率、阻尼比、模态形态等参数的计算方法。
3.设计参数识别实验，收集结构振动响应数据，对结构的自然频率、阻尼比、模态形态等参数进行计算。
4.分析参数识别实验结果，研究时间序列分析方法在建筑结构参数识别中的适用性和精度。
三、任务内容和工作要求
1.建立时间序列分析方法的基本模型
（1）确定数据收集系统
应根据实验要求，选择适当的振动传感器、数据采集卡等设备，构建数据采集系统。同时，应根据研究对象的特点，设计合适的传感器布置方案，保证数据采集质量。
（2）确定数据预处理方法
时间序列分析方法的有效性和精度都受到数据质量的影响，因此需对采集到的原始数据进行预处理。常用的预处理方法包括滤波、去趋势、去噪等，应根据实验要求选择合适的方法。
（3）建立结构的动力学数学模型
结构的动力学数学模型是进行参数识别的前提，应根据实验对象的特点，建立适当的数学模型。常见的数学模型包括单自由度系统模型、多自由度系统模型等。
2.掌握基于时间序列分析方法的结构自然频率、阻尼比、模态形态等参数的计算方法
时间序列分析方法通常应用功率谱密度分析、模态参数识别方法等进行分析，应深入学习这些方法的原理和应用技巧，以掌握这些参数的计算方法。
3.设计参数识别实验，收集结构振动响应数据，对结构的自然频率、阻尼比、模态形态等参数进行计算
在确定实验策略时，应充分考虑实验允许的振动幅度、激励频率等参数，以保证实验的安全性和适用性。
4.分析参数识别实验结果，研究时间序列分析方法在建筑结构参数识别中的适用性和精度
分析实验得到的数据，绘制荷载与响应频谱、模态振型图等，以获取结构的自然频率、阻尼比、模态形态等特征参数。此外，应分析试验结果的准确性、稳定性等指标，评价时间序列分析方法在建筑结构参数识别中的适用性和精度。
四、任务书制作要求
本任务书应注重有意义的表述和清晰的语言表达，避免使用简单的字符串或无意义的技术术语。本任务书的规范性要求如下：
1.任务书字数不少于1200字，要求叙述清晰，思路连贯，逻辑顺畅。
2.任务书应采用Arial或TimesNewRoman字体，字号不小于小二，1.5倍行距，段落间距保持一致。
3.任务书应包括任务背景、任务目的、任务内容、工作要求和制作要求等内容。应将任务书分成几个段落，分别介绍这些内容。
4.任务书应在文末注明任务书编写人、编写日期和任务书审核人。
五、参考文献
1.何丙安，张学农，钟红.建筑结构健康监测技术研究现状及展望[J].土木工程学报，2009(4):30-37.
2.杨德民，张赟.时间序列分析在结构健康监测中的应用研究综述[J].建筑结构学报，2016(6):15-21.