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空间结构模态识别与实测方法研究索玉文（西南科技大学 土木工程与建筑学院 结构工程2013级）摘要：模态参数识别是了解结构动力特性和健康状态的重要手段。因此，研究结构的模态参数识别和实测方法具有一定的理论价值和现实意义。本文通过分析调查、理论研究、硬件设备设计、系统开发与应用、实验验证等方法，深入、系统地开展了空间结构的模态参数识别与实测方法研究。解决了基于无线传感器网络的加速度信号采集的关键技术问题，开发了无线控制和加速度数据采集设备；分析了结构模态参数的时域、频域特点及其识别方法，研究并开发了模态参数识别系统；提出了张弦析架结构的预应力作用动力特性变化规律，研究了基于神经网络的结构识别等若干关键问题。关键词：模态参数；空间结构；动力特性；无线控制；预应力作用Study of modal Parameters identification and measurementMethods in space structuresSuoyuwen( College of Civil Engineering and Architecture, Southwest University of Science and Technology, Structural Engineering 2013)Abstract: Modal Parameter identification is an important means to find out the structure of dynamic performance and health status. So study the modal parameter identification methods and measurement methods to space structures have some theoretical and practical significance. By detailed investigation and analysis, theoretical basic research, hardware development, system development and application, test verification and other methods in this paper, research of modal parameter identification and measurement to space structures is carried out deeply and systematically. The key technologies of wireless sensor network acceleration signal acquisition is solved, the wireless control and acceleration or data acquisition systems is developed; characteristics of modal parameters identification methods, both in time domain and frequency domain is analyzed, the modal parameter identification system is researched and develop.Keywords: Modal analysis , Modal Parameters identification , Health monitoring , Wireless sensor network;引 言空间结构特别是大跨度空间结构[1]，是衡量一个国家建筑科学水平的重要标志之一[1]，近二十年来，空间结构在我国得到了迅速发展，在体育馆、展览馆、航站楼、大剧院等多种建筑中得到了广泛应用。进入新世纪后，空间结构正不断向大型化、复杂化方向发展，出现了国家体育场(鸟巢)、广州国际会展中心、首都机场3号航站楼等一大批重要空间结构建筑。这些空间结构建筑一般都属于国家重大项目，社会影响力大、服役使用期限长，因此了解其结构特性!实时监测结构健康状态具有极其重要的意义。1 模态分析基础理论多自由度系统[2]，设系统自由度为n，得到矩阵形式的动力微分方程，如下： （1）其中，矩阵分别是质量、阻尼和刚度矩阵；是t时刻的位移向量；是t时刻的激振力向量，它可进一步分解为表示激励位置的矩阵和表示输入值大小向量,m表示激励力个数根据不同阻尼情况。2 模态参数识别方法模态参数识别法根据一次能够识别的模态阶数可分为单(阶)模态参数识别法和多(阶)模