土木工程健康监测.docx

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土木工程健康监测

建筑及结构健康监测

姓名：

刘彦辰

学号：

10231081

指导教师：

卢文良

班级：

土木1004

单位：

北京交通大学土建学院

时间：

2012年10月27日

工程结构的健康问题是目前研究的热点问题，它对于提高建筑物的安全性耐久性有着极为重要的意义。

文章以介绍为主，参考大量相关前沿科技论文，简要概括了建筑及结构检测技术的原理、研究思路现有技术和发展前景。

关键词：

健康监测（SHM），信号采集，损伤检测，GPS监测技术，长期挠度，光纤传感技术，微机电系统，无线网络传感器，压电技术，超声波技术，桥梁监测，隧道监测，超高层建筑监测，遗产建筑监测。

1健康监测概述

1.1概念

结构的健康监测（StructuralHealthMonitoring简称SHM）指利用现场的无损传感技术通过包括结构响应在内的结构系统特性分析达到检测结构损伤或退化的目的。

1.2健康监测的组成

（1）传感系统用于将待测物理量转变为电信号。

（2）数据采集和处理系统一般安装于待测结构中采集传感系统的数据并进行初步处理。

（3）通讯系统将采集并处理过的数据传输到监控中心。

（4）监控中心和报警设备利用具备诊断功能的软硬件对接收到的数据进行诊断判断损伤的发生、位置、程度，对结构健康状况做出评估，如发现异常发出报警信息。

1.3监测技术

1.3.1信号采集

信号采集技术包括信号的采集和放大、传感器的类型、安装位置、数量以及数据的获取、存储等。

此外还应考虑采集数据的时间间隔、数据的标准化问题、测量过程的不确定性以及数据的净化问题。

1.3.2损伤检测

损伤检测技术可分为局部法和整体法。

局部法依靠无损检测技术（NDE）对特定构件进行精确的检测、查找、描绘缺陷的部位；而整体法试图评价整体结构的状态可以间断或连续的评价结构的健康确定损伤存在的可疑区域。

在大型土木工程结构的健康监测中多综合利用局部法和整体法。

1.4检测内容

包括

（1）荷载监测：

包括风、地震、温度和交通荷载；

（2）几何监测：

监测结构各部位的静态位移（如桥塔和锚锭的沉降和倾斜、主缆和加劲梁的线性变化等）；

（3）结构的静、动力反应：

如应变、加速度及频率和模态信息等。

1.5工程应用

SHM系统成本高在土木工程结构中主要应用于大型桥梁，但在一些经济发达地区，如美国、加拿大、日本、德国等，健康监测系统的应用已经扩展到高层建筑、大型复杂结构、重要历史建筑的监测系统在我国目前主要在一些重要的大跨桥上使用。

2主要研究方法

2.1结构荷载识别

实时监测作用在结构上的荷载是实现结构健康监测的前提。

从力学的角度来讲，就是在已知结构系统参数的情况下，根据结构承受的荷载时测得的内部有限点的响应（位移、速度和加速度等）反演作用于结构的荷载，其关键技术是对响应信号的处理方法。

根据所用方法不同，可以大概分为以下几个方面：

（一）利用三角函数、幂函数等数学工具构造新的函数来近似模拟实测的位移或应变信号，对这些信号进行数学上的处理就可以得到速度和加速度响应信号，然后结合有限元法和结构动力学方程来反演作用于结构上的荷载。

（二）根据实测的结构位移或应变信号，在时域内或频域内进行识别。

Rao等建立了基于荷载总体平方差的平均值最小的数学方程，并利用Wiener理论进行荷载识别。

（三）利用压电智能材料进行荷载识别

（四）基于神经网络的非线性映射方法。

2．2结构扭伤诊断

（一）基于静态测试数据的（位移或应变）的静态识别方法，这类方法属于反分析的方法，大都使用优化算法去解决方程数目不足的问题。

（二）基于动态测试数据的识别方法

（1）模式匹配法：

该方法需要事先获取结构的损伤方案（DamageCase），并计算各种损伤方案中损伤指示器的值，将根据实测数据得到的指示器的值与各损伤方案中指示器的值进行比较，最吻合的一种损伤方案即是结构最有可能发生的损伤情况。

（2）损伤指标法：

利用结构动力特性的测试结果构造出合适的损伤指标，用于指示损伤的存在，即损伤位置和程度。

这类方法比较简单，可以很直观地识别损伤。

（3）模型修正法：

模型修正法的提出是为了修正原模型与实际结构的误差，更准确地建立结构的有限元模型。

（三）基于神经网络的非线性映射方法和基于遗传算法的优化方法等。

基于神经网络的结构损伤方法在损伤识别中应用的关键问题是输入参数的选择问题，研究人员已经利用各种不同的结构参数或响应成功地对结构的损伤进行了识别，这些结构参数或响应包括固有频率、模态振型及阻尼等结构参数，位移和应变响应以及他们的组合参数。

遗传算法是模拟生物进化理论的一种优化算法，它与传统的优化算法有很大的不同，它是以设计参数的编码（二进制数）进行操作，而不像传统的优化方法直接对参数进行优化操作；最优解的寻找是从一个设计的群体中产生的，而不同于传统的设计方法中只寻找一个设计点；遗传算法是基于概率分布准则，不同干以往的确定性准则。

3健康监测技术

传感技术传统的传感技术有射线检测法、核子激活法、离子渗透、超声波、谐振频率法、局部破坏钻芯法、拔出法和光纤法等。

3.1gps技术

3.1.1

GPS技术具有速度快、全天候作业、自动化程度高、观测时间短、定位精度高、可消除或削弱系统误差的影响、能同时测定点的动静态三维坐标、并可直接用大地高程进行垂直形变测量、无误差积累等优点。

3.1.2精度及误差分析

在GPS健康监测过程中，GPS测量误差按其性质可分为系统误差和偶然误差两类。

系统误差主要包括卫星的轨道误差、卫星钟误差、接收机钟误差以及大气折射误差等；偶然误差主要包括信号的多路径效应、接收机的位置误差、天线相位中心位置误差等。

其中系统误差无论从误差的大小还是对定位误差的危害性来讲都比偶然误差要大得多，它是GPS测量的主要误差来源⋯。

3.1.3数据处理

在数据处理时，周跳的探测与修复成为数据解算过程中必须面对的问题。

目前，周跳的探测与修复方法主要包括：

利用载波相位及其变化率的多项式拟和来探测和修复周跳的多项式拟和法；利用高次差法；利用三次差法；利用双频载波相位组合观测值来探测和修复周跳的电离层残差法等。

3.2长期挠度健康监测技术（主要运用于桥梁、超高层建筑）

挠度监测是利用测量手段，对桥粱各控制断面的位移变形进行监测，并通过结构建模、模型修正和参数识别在内的结构模拟过程绘编相应的位移变形影响线和影响面以检测各控制部位位移变形状态并进行分析，从而为总体评估桥梁的承载能力、营运状态和耐久能力提供依据。

常用的位移变形监测方法有导线测量（观测水平位移）、几何水准法（观测竖向位移）、GPS测定三维位移量法、自动极坐标实时差分测量法（ATR自动监测系统）和光电测距（EDM）的方法。

光电测距方法主要是通过布置在梁上的菱镜与测量用的全站仪配合使用，形成光载波通信系统，利用全站仪的红外激光探测功能，对菱镜进行连续监测，测量每个菱镜与全站仪的相对角度和距离，经过系统计算．确定粱的外型和移动情况。

这种方法使用费用低廉，可行性较强。

3.3神经网络技术

来源于仿生的结构健康监测采用埋入或表面粘贴的传感器系统作为神经系统,以感知和预报结构内部缺陷和损伤，结构整体与局部的变形支撑失效等一系列非健康因素为目的,是一种对结构材料进行无损评估的方法-损伤诊断和结构健康监测的方法很多,基于结构动态响应$频率变化模态变化的健康监测是一种研究较多的方法,但其存在损伤对结构频率影响微弱9模态参数不精确的缺点-而近几年人工神经网络以其记忆联想和学习等功能在结构材料的损伤识别及监测领域受到广泛的关注,其中以BP神经网络应用最为广泛。

事实上基于神经网络的损伤识别是整个结构健康监测系统的最末一部分,信息处理部分!

它是将传感器接收到的包含结构健康状况的信息输入神经网络进行模式识别以得出最后的结论。

所以，选取最能代表结构状况的特征值作为神经网络的输入是研究重点

3.4Tini超弹性丝传感技术

基于智能结构思想发展起来的结构健康监测技术能在结构投入运行至其完全失效的整个服役期，动态、实时、在线地监测结构损伤状态。

埋入复合材料中的传感器，主要有光纤传感器、压电传感器等。

光纤传感器具有耐腐蚀、耐疲劳、抗电磁干扰、安全可靠、小巧等重要优点，但它也有自身缺点，如组成光纤的玻璃材料呈脆性不能测量大应变，另外，组成光纤检测和数据处理系统结构复杂、成本高，应用受到一定限制。

压电传感器需解决电磁干扰的问题。

形状记忆合金（shapememoryaiioy，SMA）在进行可逆的相转变时，其刚性、电阻、内摩擦、声波发生数等均发生变化，这些物理性质的变化可作为复合材料损伤检测的丰富信息源。

此外，SMA与一般金属材料相比，具有独特的力学性能，主要表现为低温下的形状记忆效应（shapememoryeffect，SME）和高温下的伪（超）弹性行为。

Tini超弹性丝可承受大到8%的可回复应变，极限应变可达20%。

由于SME，SMA在形状回复时，若回复受到约束，则SMA将对约束体施加很大的回复力。

将SMA丝埋设在复合材料的基体中，集成为整体结构，若因外力作用，这种复合材料产生裂纹、脱层等损伤时，通过结构中的SMA传感器阵列经数据采集系统检测相应的电阻、应力波的变化，便可以准确地检测出复合材料内部状态，实现结构的健康监测。

对结构损伤部分，触发相关的SMA元件可实现对结构的主动控制。

3.5压电技术

3.5.1压电阻抗技术

压电阻抗技术采用的是压电材料机电耦合效应。

结构构件发生损伤会引起其交流阻抗产生变化，利用压电材料的机电耦合效应。

当给于压电材料施加交流电时，压电材料与结构构件会产生机械振动，这种机械振动通过逆压电效应在压电材料内产生电响应，这种电响应表现为压电材料的阻抗变化。

嘬后再将监测到的压电材料阻抗与结构在无缺陷时的压电材料阻抗谱作对比，就可以判断出结构的损伤情况。

压电阻抗技术在土木工程结构健康监测中的研究和应用的历史只有十几年，目前处于不成熟阶段目前阻抗法还只是一种定性的检测方法。

3.5.2压电波监测技术

用压电材料来激发应力波。

例如FlLAMB波和RAYLEIGH波等，通过分析监测信号的差异来识别结构缺陷。

在常用的压电材料中，压电陶瓷具有频率响应高．频带宽、线性好、可方便的布设、自身成本低、有良好的机电耦合性以及对温度不敏感等优点。

在实际工程中应用较为广泛。

3.6超声波技术

弹性常数超声法测量的关键是超声横波和纵波传播速度的测量，对于一定厚度的试件，即需要测量超声波的传播时间。

声波波速测量方法主要有厚度计法、瞬问接触法、脉冲回波法、超声干涉法和相位比较法等。

本实验采用超声脉冲回波法测量波速，传播时间应用基于亚像素插值的数字相关法测量。

超声脉冲回波法是通过不断检测脉冲超声波发射后遇到试件界面所反射的回波，从而测出发射和接受回波的时间差，然后求出超声波波速。

超声波检测法。

超声波无损检测法的基本原理是当超声波在被检测材料中传播时，材料的性质和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况探测材料性能和结构变化。

超声波也用于混凝土强度、裂缝、内部缺陷，结合面和混凝土匀质性的检测，由于超声波法需用脂类物质作为耦合剂等原因，因此要求结构表面比较平滑。

且与其他无损检测的方法一样，其检测的可靠性很大程度上取决于检测人员的技术水平、经验以及工作责任心。

3.7光纤传感技术

与传统的检测技术相比，光线传感技术具有一系列的优点：

如灵敏度高、耐腐蚀、电绝缘、防爆性好、抗电磁干扰、光路可挠曲、易于与计算机连接、便于遥测等，而且结构简单、尺寸小、质量轻、频带宽、可进行温度、应变、压力等多种参数的分布式测量。

近年来，光纤传感技术得到了迅速的发展，而光纤光栅传感技术则是光纤传感技术发展的最新阶段。

光纤Bragg光栅（如图1所示）是性能优良的敏感元件，它通过栅格反射波长的移动来感应外界物理量的微小变化。

光纤光栅传感技术除了具有上述光纤传感技术的优点外，还具有线性程度高、重复性好，可对结构的应力、应变高精度地进行绝对、准分布式数字测量的优点。

同时也可集合成阵列式分布传感系统，通过波分和时分复用技术来测量外界应力场作用下大量待测目标的空间与时间特征。

光纤光栅传感技术由于具有很多传统检测技术所不具备的优点而被认为是未来桥梁结构健康监测的首选传感形式。

光纤Bragg光栅传感器的基本原理（如图2）是：

当光栅周围的温度、应变、应力或其他待测物理量发生变。

化时，将导致光栅周期或纤芯折射率发生变化，从而产生光栅Bragg信号的波长位移，通过监测Bragg波长位移情况，即可获得待测物理量的变化情况。

3.8无线传感器技术

3.8.1

传感器作为监测系统的基本组成部分,在整个系统中起着举足轻重的作用。

传统的传感器是用来测量一个物理~生物或化学参量的,诸如:

位移、加速度、压力、温度、湿度、氧气和一氧化碳的含量等,并将其转换成电信号抑或电压或电流。

传统的传感器在实际应用中,要通过导线与监测中心的数据采集设备或计算机系统相连接,导线的数量也会随着传感器数量的增加而增加,不仅工作量大,而且安装和维护起来也需要大量的经费。

这种情况在计算机网络技术出现后有所改观,传感器的生产者以及使用者均努力将网络技术应用到他们生产或使用的传感器中并组成传感器网（SensorNetworks）。

随着微电子机械加工技术（MEMS）、无线通信和数字电路的进步,促进了尺寸较小并能在短距离通信的低价、低能耗、多功能的传感器节点的发展,人们也随之将目光集中在微传感器间通过无线网络与监测中心进行通信的研究上,即无线传感器网络（WirelessSensorNetworks）。

3.8.2无线传感器的软硬件分析

一个无线传感器节点是由四个基本组成部分构成的,如图所示。

（1）检测单元;

（2）处理单元;

（2）无线电收发装置;

（4）动力单元:

检测单元还包括两个子单元,即传感器（SenSole）和模数转换单元OADCSO,检测到的模拟数据经模数转换单元转换为数字信号后传给处理单元:

处理单元通常和一个较小的存储单元相连,用于管理当前节点的处理过程以使其与其它节点共同完成分配的检测任务:

无线电收发装置则将节点与传感器网络连接:

在传感器节点中最重要的组件之一是动力单元,由动力获取单元供应，如:

太阳能电池。

另外,还有一些辅助的子单元。

大多数传感器网络中路由技术和检测任务对传感器位置精度要求很高,所以通常每个传感器节点都有一个定位系统,以及有时需要完成特定的检测任务时所需的移动装置。

3.8.3微机电系统（MEMS）技术

3.8.3.1

基于MEMS技术的重大工程结构健康监测无线传感器网络，目前在发达国家正处于从实验室研究走向应用推广的阶段，国内相关报道甚少。

目前国外该技术主要用于桥梁、铁路、高速公路等大型重要基础设施的结构健康监测。

中美两国正在联合研究该技术，共同把结构健康监测MEMS微传感器技术研究作为21世纪初的科技战略发展计划。

3.8.3.2最新进展

2008年，印度理工学院和美国南加州大学开始联合开发基于MEMS技术的铁路桥梁安全监测系统。

网络的工作时间在没有人为破坏和其他强制干涉的情况可达1．5年。

德国斯图加特大学的ChristianU．GROSSE和Kruger．M等开发出基于MEMS技术的无线声波传感器网络，该技术能高效及早地诊断到可能导致结构故障的潜在疲劳缺陷等安全隐患，这样就有充足的时间来修复结构损伤，维护重大工程，对土木工程的结构健康监测能起到非常显著的作用。

2007年，爱荷华州立大学的HalilCeylan博士等提出了智能卵石的概念，智能卵石是多功能无线MEMS微传感器的系统集成和多微传感器的MEMS集成，并在铺设高速公路时嵌入混凝土之中，以实时监测混凝土的湿度、温度等早期性能参数。

当混凝土的强度足够大即高速公路投入使用时，智能卵石中的集成多传感器系统则又能监测混凝土结构的强度、裂变、疲劳和损伤等物理参数，并通过无线网络把数据发送到高速公路健康监测系统，供管理者参考。

但由于监测数据量非常庞大，目前他们正在进行大量复杂数据的压缩与处理算法研究。

2008年，东京大学先进科学技术研究中心的NaritoKurata等采用三维MEMS加速度传感器，通过在台风期间应用于高层建筑，能监测到由台风引起的高层建筑的振动。

目前他们正在深入研究，以期该技术能普遍应用于地震监测。

3.8.3.3关键技术问题

（1）MEMS微能源技术是解决无线传感器网络节点的能量获取问题，实现长期有效供电的关键技术。

（2）采用先进MEMS微细加工技术。

4健康监测的工程应用举例

4.1在桥梁中的应用

4.1.1检测内容

监测系统对以下几个内容进行监控：

（1）桥梁结构在正常环境与交通条件下运营的物理与力学状态；

（2）桥梁重要非结构构件（如支座）和附属设施（如斜拉桥振动控制装置）的工作状态；

（3）桥梁在突发事件（如强烈地震、意外大风或其它严重事故等）之后的损伤情况；

（4）结构构件耐久性；

（5）桥梁结构构件的真实疲劳状况；

（6）大桥所处的环境条件，如风速、温度、地面运动等。

工作流程如图1

4.1.2拉索应力测试技术

拉索和吊杆是索承重桥梁结构的重要构件，对拉索应力及断丝状态的监测是一项十分重要的监测内容，但目前的技术手段尚不能满足要求。

近来国内较为关注的新传感技术有磁通量（EM）传感器和声发射（AE）传感器。

2004年，钱江四桥采用了磁通量（EM）传感器对其吊杆应力和拉力进行了监测，测点总数27。

国内一些拉索生产企业也与国外合作进行了一些研究开发和产品化工作。

但该技术应用于实际桥梁的经验还不足，现场的标定也有一定的难度。

声发射（AE）传感器近来在国外已有试用于桥梁拉索断丝监测的报道，但对利用连续的声学监测来探测索中损伤的方法的适用性仍存有争议。

声发射被期望能够用来探测单索丝的自发性腐蚀和疲劳破坏，但目前，在国内这种技术仍然处在研究和试验阶段。

4.1.3发展现状与未来趋势

与传统的检测技术不同，大型桥梁健康监测力求对结构整体行为的实时监控和对结构状态的智能化评估，而整个系统的核心也是难点就是对桥梁损伤情况的评估。

目前只能做到对结构有无损伤进行判断，而对损伤的位置难以进行准确识别，对损伤类型和损伤程度的更不易确定。

桥梁健康监测与状态评估系统的研究尚处于基础性的探索阶段，距离实用性的系统目标尚有很大的差距。

最基本的问题在于以目前的测试水准，仅能较准确测量结构的低频响应，而低频响应多为结构的整体模态，对整体响应贡献小的局部，即使在整体模态中有所反映，但由于量值过小，往往也容易淹没在噪声、误差和不确定因素引起的扰动之中，故除非出现非常精确的测试技术或结构产生严重的损伤才可能对局部损伤进行诊断。

实际上不同类型、部位的结构损伤对结构各阶模态的影响程度有极大的不同。

寻找特定结构形式不同损伤对其动力模态的敏感因素，并尽可能排除噪声对结果判断的影响，有可能在一定程度上推进此技术的实用化进程。

达成这一目的可从两方面人手：

降低噪声和不确定性因素的影响即对其进行量化，就工程应用而言，利用概率统计信息来表征，是合理且可行的。

提高桥梁损伤诊断方法的灵敏度对已往的经验及测试资料的分析，有限元数值模拟都有助于寻找特定桥型的损伤敏感特征。

4.2隧道健康监测

4.2.1

隧道的构成体系，尤其是以新奥法为代表的现代隧道构成体系，并不是单纯的钢筋混凝土结构，围岩在隧道结构健康中扮演了极为重要的角色，这也正是隧道结构健康监测区别于其它如桥梁结构健康监测的一个本质特征。

隧道在本质上是围岩和支护结构的综合体。

在通常情况下，围岩是主要的承载单元，而支护结构是辅助性的，但也是不可缺少的，在某些特殊情况下，支护结构也是主要的承载单元。

支护结构的基本作用在于：

保持坑道断面的使用净空；防止围岩质量的进一步恶化；承受可能出现的各种荷载；使隧道支护体系有足够的安全度。

因此，在进行隧道结构健康监测时，要综合考虑围岩与支护结构的变形以及相互作用，这是隧道结构健康监测的主要对象，而判断隧道结构健康的标准便是隧道的稳定性。

所谓“隧道稳定”一般是指坑道周边变形速率呈递减趋势并逐渐趋近于零，其最终位移不侵入限界，支护结构不出现影响正常使用的裂缝和破损，更不能发生大范围的坍塌。

因此，“隧道稳定性”是指由人工支护结构与其周围一定范围内的地层（围岩）组成的“支护系统”的稳定程度。

4.3超高层建筑健康监测

4.3.1

由于健康监测在土木工程起初主要应用于桥梁结构上，形成的桥梁的监测理论是基于欧拉梁的形式，如曲率模态，它只考虑了弯曲变形的影响。

超高层结构体系一般采用筒中筒、框筒、框剪结构，因此在侧向荷载作用下，还需要考虑剪切变形的影响。

直接将桥梁监测理论应用于超高层还需要进一步探讨。

不同于桥梁或普通建筑，超高层结构具有非常大的高度，风荷载往往成为结构的控制荷载。

在侧向荷载作用下，超高层结构的水平位移过大容易引起结构损坏或失稳，从而影响结构的可靠性和安全性，因此对超高层结构的水平位移监测与控制是超高层健康监测的重要内容。

以往桥梁或普通建筑位移监测主要使用加速度传感器、激光全站仪或位移计，但由于超高层建筑独特的结构体系、动力特性和周边环境，这些方法一定程度上应用于超高层建筑结构还不太成熟，水平位移监测相对比较难。

目前，还未有成熟的理论和技术来监测超高层的水平位移。

4.3.2

监测系统不同的功能目标所要求的监测项目不尽相同，主要包括以下几方面。

1）结构动力特性监测结构的动力特性监测对于结构健康监测具有巨大的工程意义的，它是超高层结构健康监测一项最主要内容。

2）结构变形监测超高层结构变形监测主要内容是结构水平位移。

结构水平位移过大，将会导致结构开裂、倾斜、或损伤，甚至达到一定程度时，因为结构加速度过大引起室内人员不适。

它是损伤判断的重要依据之一。

3）结构局部监测超高层局部监测的内容包括巨型柱、核心筒

墙体、外伸桁架等重要构件和一些结构重要节点，是结构健康监测的重要内容之一。

4）荷载监测荷载监测目的在于记录超高层经受的各种可变荷载及其历程，为结构自诊断分析提供荷载数

据。

一般来说，超高层荷载监测的对象主要是风荷载和地震荷载。

超高层结构属于风荷载敏感建筑。

5）地震荷载也是健康监测系统的荷载监测内容之一，它主要的作用是记录地震荷载及其历程，为环境激励下的结构振动响应分析提供依据。

并且，获得的地震观测资料可以促进我国的地震动方面的研究。

4.4超高层脚手架稳定监测

基于振动测试的结构损伤诊断方法是目前结构损伤诊断领域研究应用最广泛的方法之一，它具有不影响结构正常工作，可实现长期或在线监测，操作简单方便等特点。

脚手架动态稳定性的监测不容忽视。

4.4.1基于频域方法

固有频率是结构物理参数的函数，固有频率对结构的损伤并不敏感，因此不适用于脚手架的稳定性监测和评估。

基于振型的动力指纹方法研究较多，结构损伤引起振型的变化，并且振型中包含位置信息。

如Pandey提出的曲率模态法、模态置信因子（MAC）和坐标模态置信因子（COMAC）、协调模态置信因子（ECOMAC）等、模态应变能法、柔度矩阵法以及应变模态发等。

基于频域响应函数的方法也得到较大的发展。

这些方法在桥梁结构中得到较成熟的应用，也适用于脚手架工程，通过传感器测量得到的动态信号来识别出脚手架的模态参数，计算出上述因子来监测和评估脚手架的稳定性。

4.4.2基于时域方法

对于时间响应的分析和特征提取，主要有：

基于时间序列的分析法和奇异值分解法。

基于时间序列模型的方法：

通常结构模型复杂，并且输出输入信号容易受噪声污染，使得模态分析.不精确甚至不可行。

基于时间序列模型的方法原理简单，实施方便，但是它需要满足两个基本条件：

线性性和静态性，对于稍微复杂一点的系统或许就不适用了。

基于奇异值分解方法：

奇异值分解是一种