اثر نویز بر شناسایی سازه‌ای تیرها به روش خروجی-تنها

شناسایی سازه‌ای از روش‌های خروجیتنها با استفاده از داده‌های خروجی سازه انجام می‌شود. این داده‌ها معمولا شامل پاسخ سازه به همراه مقداری نویز است. موفقیت روش‌های خروجیتنها در تعیین پارامترهای ارتعاشی یک سازه، به نسبت سیگنال به نویز داده‌های خروجی وابسته است. در این مقاله پارامترهای ارتعاشی (فرکانس‌های طبیعی و شکل‌های مودی) یک تیر یک سر گیردار با استفاده از داده‌های خروجی‌ای که نسبت‌های سیگنال به نویز مختلفی دارند، بدست آمده است. پارامترهای ارتعاشی این تیر با استفاده از روش آنالیز مودال تعیین شده و به عنوان مشخصات ارتعاشی مبنای آن تیر در نظر گرفته شد. ورودی مناسبی به این تیر اعمال شده و سیگنال شتاب نقاط مختلف آن بدست آمد. برای ایجاد داده‌های نویزی، نویزهایی با توان‌های مختلف نسبت به توان سیگنال‌ها تولید شده و به آنها اضافه گردید. پارامترهای ارتعاشی این تیر به کمک دو روش خروجیتنهای جستار قله و شناسایی زیرفضای تصادفی شناسایی شدند. پارامترهای ارتعاشی شناسایی شده با استفاده از این داده‌های آلوده به نویز با نسبت‌های سیگنال به نویز بزرگتر یا مساوی 25، مطابقت خوبی با مشخصات ارتعاشی مبنای تیر یک سر گیردار دارند. در محدوده نسبت سیگنال به نویز 0.25 تا 25 پارامترهای ارتعاشی مربوط به مود اول این تیر قابل شناسایی نبودند، ولی پارامترهای ارتعاشی مربوط به مودهای بالاتر شناسایی شدند.

Effect of noise on output-only structural identification of beams

Outputonly structural identification is conducted by output data of the structure. These data usually include structural response together with some noise. Success of outputonly methods in determining the vibration parameters of a structure depends on the signal to noise ratio (SNR) of the output data. In this paper, the vibration parameters (Natural frequency and Mode shape) of a contilever beam have been obtained using output data which have different signal to noise ratios. The vibration parameters of the beam were determined using modal analysis of finite element model and considered as reference parameters. Then, appropriate input was applied to the beam and the acceleration signal was obtained. To generate noisy data, noise with different powers compared to signal powers were added to acceleration signal. The modal parameters of the beam were obtained using two outputonly methods, Peak Picking (PP) and Stochastic Subspace Identification (SSI). The vibration parameters having signaltonoise ratios greater than 25 (lower noise level) for all considered modes were identified properly. At a signaltonoise ratio of 0.25 to 25 (higher noise level), it was not possible to identify the modal parameters of the first mode of the beam, but the parameters of the higher modes were identified with good accuracy.