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基于广义Morse小波和EWT的移动荷载下结构时变频率识别
基于广义Morse小波和EWT的移动荷载下结构时变频率识别
摘要：
随着结构工程的发展，对于结构状态的监测和评估变得越来越重要。在结构受到移动荷载的影响下，时变频率识别是一种有效的方法来评估结构的健康状况。本论文提出了一种基于广义Morse小波和EWT的时变频率识别方法，该方法可以有效地捕捉结构在受到移动荷载时发生的频率变化。通过引入广义Morse小波作为分析工具，结合EWT进行信号的分析，可以有效地识别出结构的时变频率。
1.引言
在结构工程领域，结构状态的监测和评估是确保结构安全和可靠的关键。结构在受到移动荷载的作用下，会产生固有频率的变化，因此时变频率识别成为一种重要的方法。传统的时变频率识别方法主要基于傅里叶变换，但是这种方法对于非稳态信号的分析效果并不理想。因此，本论文提出了一种基于广义Morse小波和EWT的时变频率识别方法。
2.方法介绍
2.1广义Morse小波
广义Morse小波是一种与Gabor小波类似的时频分析工具，适用于非稳态信号的分析。广义Morse小波的波函数可以表示为：
ψ(t)=A*exp(-a(t-t0)^2)*cos(w0(t-t0)+φ)
其中A是振幅，a是剖面宽度的倒数，t0是时移参数，w0是中心频率，φ是相位角。
2.2EWT
EWT（EmpiricalWaveletTransform）是一种新兴的时频分析方法，可以从非稳态信号中提取出局部频率信息。EWT通过将信号分解为多个尺度的频带信号，再进行频带信号的调整和合成，从而获得信号的时变频率信息。
3.实验结果与分析
本论文选择了一座桥梁结构作为研究对象，以移动荷载的作用下所产生的振动响应信号作为输入。首先，通过广义Morse小波将信号进行分解，得到不同尺度下的频带信号。然后，利用EWT进行频带信号的调整和合成，得到结构的时变频率信息。最后，通过比较时变频率与移动荷载的变化规律，可以评估结构的健康状况。
实验结果表明，基于广义Morse小波和EWT的时变频率识别方法可以有效地捕捉到结构在受到移动荷载作用时发生的频率变化。与传统的傅里叶变换方法相比，该方法具有更好的分辨率和准确性。因此，该方法在结构状态监测和评估方面具有较好的应用前景。
4.总结与展望
本论文提出了一种基于广义Morse小波和EWT的移动荷载下结构时变频率识别方法。通过实验验证，该方法可以有效地捕捉结构在受到移动荷载时发生的频率变化。未来的研究可以进一步优化该方法，在更复杂的结构体系下进行验证，并探索其在结构健康监测中的应用潜力。
关键词：广义Morse小波、EWT、移动荷载、时变频率识别、结构健康监测