吴婷婷

(福建省永正工程质量检测有限公司 福建福州 350012)

0 引言

土木工程结构逐步向大型化、复杂化的方向发展，结构在服役过程受到复杂环境、外部荷载等因素的作用，不可避免地会出现损伤。当损伤累积到一定程度，会使结构的服役性能下降。因此，有必要对结构进行健康监测，识别结构损伤位置和损伤程度。模态参数识别是损伤识别和状态评估的重要前提[1]。

常用的模态参数识别方法，主要分为频域识别法和时域识别法两大类。这些方法的理论和适用条件各有不同。频域识别法[2]的实质，是通过快速傅里叶变换把波形分解成许多不同频率的正弦波叠加，将信号转换成频域信号，在频域内进行参数识别。而时域识别法[3]，则无需进行快速傅里叶变换，直接利用响应的时域信号进行参数识别。

环境激励下的模态参数识别，则是利用环境激励直接从结构的振动响应数据中获得模态参数。由于不需要施加人工荷载、操作方便和费用低，可以有效缓解传统结构动力测试存在的一些问题。但是，环境激励下信号采集容易受到噪声的干扰，使得结构模态特性的识别难度加大。目前常用的时域识别方法，有随机子空间(SSI)法、ERA特征系统实现算法、复指数法、随机减量法(ITD法)、STD法、ARMA模型时间序列法等。

随机子空间(SSI)法[4]的基本思想，是基于线性系统离散状态空间方程，直接从输出矩阵的行、列空间投影中估计出系统的Kalman状态序列或广义观测矩阵，再分别通过Kalman状态序列和广义观测矩阵识别模态参数。……