應用系統識別技術估算結構最佳化複模態與非比例阻尼指標

Estimating the optimal complex modes and the index of damping non-proportionality using system identification techniques

陳亦飛(i-Fay Chan)

指導教授 ： 柯文俊

國立臺灣大學/工學院/工程科學及海洋工程學研究所/碩士(2005年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2005.01836

摘要

摘 要

結構系統識別為自量測結構動態現象所得的輸出入資料中，鑑定結構系統特性及推算結構力學模型之數學演算程序。本文探討後向型式自我迴歸模型之系統識別技術，配合本實驗室發展的轉換矩陣法，將可應用於單種或多種型式之量規，並計算出結構之系統矩陣(質量、阻尼及勁度矩陣)與模態參數(自然振頻、阻尼比及模態振型)，並進一步估算出結構最佳化複模態及判別結構中阻尼非比例性程度之指標。

本文透過一個三自由度堆積質量、彈簧及黏性阻尼系統以數值模擬的方式在混合量測之條件下，驗證以後向型式自我迴歸模型為基礎的系統識別技術，在識別結構正複模態參數與非比例阻尼指標時抵抗雜訊之能力。並且此數值例將針對在不同之輸出入資料形式(自由響應、簡諧響應、隨機漫散響應)下，識別結構模態相關參數與最佳複模態之準確性做一綜合性比較。最後探討兩組不同結構的實驗例，一為懸臂鋼樑，另一為國家地震工程中心之五樓縮尺鋼結構。懸臂鋼樑主要用於檢驗自由響應資訊之結構系統識別。五層樓鋼架結構則為遭受漫散激振力作用下之結構系統識別。漫散激振力採用的是一九九五年神戶大地震之加速度歷時資訊作為其輸入激振力。本文同時考慮含有輸出入資訊及僅含有輸出資訊之識別比較。由數值及試驗資料識別結果顯示，本文採用之識別程序能有效地從結構振動量測資料中萃取出結構系統矩陣及相關的模態參數與非比例阻尼指標。

關鍵字

系統識別 ； 模態參數 ； 複模態 ； 非比例阻尼指標

並列摘要

無資料

並列關鍵字

system identification ； modal parameters ； complex modes ； index of damping non-proportionality

參考文獻

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