王其昂， 吴子燕， 刘 露

(西北工业大学力学与土木建筑学院 西安，710129)



基于Hilbert-Huang变换与理想带通滤波器的系统识别*

王其昂， 吴子燕， 刘 露

(西北工业大学力学与土木建筑学院 西安，710129)

针对经验模态分解存在模态混叠现象，提出基于Hilbert-Huang变换与理想带通滤波器的系统识别方法。该方法利用傅里叶变换得到结构加速度响应频响函数，粗略估计固有频率范围，通过半功率带宽法设计理想带通滤波器，定量化确定通带带宽，使信号在经过滤波器后频域内零相移，同时不改变其幅值谱。结构响应通过指定频带的理想带通滤波器产生若干窄带信号，利用经验模态分解获取结构模态响应，经Hilbert变换构造模态响应解析信号，并通过线性最小二乘拟合提取结构模态参数与物理参数。结果表明：半功率带宽法可实现带通滤波器频带的定量化设计,理想带通滤波器的零相移特点较好契合Hilbert-Huang变换用于系统识别的要求，两者结合可有效地解决模态混叠现象，减少虚假模态，大大提高结构系统识别精度。

系统识别; Hilbert-Huang变换; 理想带通滤波器; 经验模态分解; 半功率带宽法; 模态响应

引 言

工程结构系统识别与损伤诊断是结构健康检测的核心技术，处于该学科研究前沿。其首要任务是从测得数据中确定结构模态参数，从整体上描述系统动力特性，进一步辨识结构物理参数，为故障诊断、可靠性评估提供理论依据。

系统识别和损伤检测Benchmark模型在哥伦比亚大学UBC实验室建立[1]，并发展了卡尔曼滤波、小波变换、子空间识别等一系列方法[2-4]。……