基于参数复杂度优化的土木工程结构仅输出型模态识别方法 李建明， 高金金， 张世翔， 维奥莱塔·米尔采夫斯卡（Violeta Mircevska）， 曹茂森

《Sensors》：Output-Only Modal Identification of Civil Engineering Structures Based on Parametric Complexity Pursuit Jianming Li, Jinjin Gao, Shixiang Zhang, Violeta Mircevska and Maosen Cao

　　

摘要

本文提出了一种新颖的参数化仅输出模态识别方法，称为参数化复杂性追踪（Parametric Complexity Pursuit，简称PCP），用于准确识别土木工程结构中的模态参数。该方法通过系统表示扩展了复杂性追踪（Complexity Pursuit，简称CP）算法。与标准CP方法不同，PCP算法将CP转化为参数化形式，从而能够全局识别所有感兴趣的模态参数。这一参数化框架提供了与结构动力学相一致的严格理论基础，并明确考虑了不同模态之间的相互影响，从而提高了识别精度和鲁棒性。在对具有不同阻尼条件和紧密排列模态的模拟三自由度系统进行的数值实验中，结果表明PCP在所有阻尼水平下均保持了一致的识别精度，显示出真正的阻尼独立性能。相比之下，传统CP方法随着阻尼的增加而显著降低识别精度，并且无法正确识别紧密排列的模态。将其应用于HCT建筑进一步验证了PCP的实际有效性，对比分析表明其在模态分离能力和识别精度方面优于现有的仅输出技术。所提出的PCP方法为仅输出模态识别提供了一个坚实且基于理论的框架，特别是在涉及高阻尼和紧密排列模态的复杂场景中具有明显优势。