مقایسه روش های شناسایی سیستم جهت استخراج پارامترهای مودال (مطالعه موردی: پل ۲۲ بهمن دانشگاه فردوسی مشهد)

شناسایی مشخصات دینامیکی سیستم ها از مسائل مهم در پایش سلامت سازه ها می باشد. با داشتن شاخص های حساس به آسیب نظیر فرکانس های طبیعی و شکل های مودی و با مقایسه آن ها با وضعیت اولیه سیستم، می توان آسیب ها را شناسایی کرد. در این مقاله کارایی روش های مرسوم شناسایی سیستم جهت محاسبه پارامتر های مودال بررسی می شود. بدین منظور در حوزه زمان روش زیر فضای تصادفی (SSI)، در حوزه فرکانس روش های تجزیه حوزه فرکانس (FDD) و حداقل مربعات چند جمله ای های مختلط چند مرجعی (PLSCF) و در حوزه زمان - فرکانس روش تجزیه مود تجربی (EMD) انتخاب شده است. جهت مقایسه نتایج و بررسی دقت روش ها از مدل عددی سازه بنچ مارک ASCE-AISC استفاده شده است. علاوه بر آن برای بررسی کارایی روش ها با داده های میدانی و دارای نویز محیطی داده های ارتعاشی حاصل از انجام تست مودال بر روی پل ۲۲ بهمن دانشکاه فردوسی مشهد مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد روش های FDD و SSI عملکرد دقیق تر و مناسب تری برای تخمین ویژگی های مودال سازه ها دارند. روش PLSCF نسبت به نویز محیطی حساس می باشد و نویز موجود در سیگنال ها سبب بروز خطا در نتایج آن خواهد شد. روش EMD برای پردازش سیگنال غیر ایستا و غیر خطی مناسب بوده اما دقت پایین تری نسبت به سایر روش ها دارد. این نتایج می تواند راهنمای محققان حوزه پایش سلامت سازه ها جهت انتخاب روش برای پیاده سازی در سازه ها یا توسعه هریک از این روش ها قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

شناسایی سیستم ، زیر فضای تصادفی ، تجزیه حوزه فرکانس ، حداقل مربعات چند جمله ای های نمایی مختلط در حوزه فرکانس ، تجزیه مود تجربی