مقایسه ی روش های مختلف شناسایی سیستم برای استخراج پارامترهای مودال از ارتعاشات ثبت شده بر روی پل گیشا

کسب برخی اطلاعات از وضعیت پل ­ها بر مبنای پارامترهای مودال استخراج شده از داده­ های ارتعاشی با استفاده فرایند شناسایی سیستم، یکی از روش­ های متداول پایش سازه­ ای است. این در حالی است که حتی وجود عدم ­قطعیت هایی اندک در پارامترهای مودال بدست آمده، می­ تواند منجر به انحرافی بزرگ در فرایندهای مختلف پایش­ سازه­ ای از جمله به روزرسانی مدل عددی و تشخیص آسیب شود. در همین راستا در این مقاله تلاش شده ­است تا از یک سو تاثیر روش پردازش داده و از سوی دیگر اثر نوع داده ­برداری شامل ارتعاش آزاد و ارتعاش محیطی، بر روی پارامترهای مودال استخراج شده بررسی گردد. به همین منظور روش­ های شناسایی زیرفضای تصادفی، الگوریتم تحقق سیستم ویژه، تجزیه­ حوزه فرکانس و تجزیه مود تحلیلی برای استخراج پارامترهای مودال به کار گرفته شدند. داده­ های ارتعاشی نیز در شش نقطه بر روی یکی از شاه­ تیرهای پل گیشا تنها با استفاده از سه سنسور لرزه ­سنج، از طریق جابجا نمودن آنها در سه چینش جداگانه اندازه ­گیری شدند. در نتیجه، استخراج شکل­ مودها مستلزم ترکیب داده ­های ثبت شده در چینش­ های مختلف اندازه­ گیری بود. پردازش داده ­های ارتعاش محیطی، منجر به استخراج پارامترهای سه مود اول خمشی قائم شد که نتایج بدست آمده از روش­ های مختلف در مقایسه با یکدیگر از سازگاری نسبی برخوردار بودند. از داده ­های ارتعاش آزاد نیز پارامترهای دو مود خمشی اول قائم با استفاده از روش­ های مختلف بدست آمدند. هم­چنین، بررسی نتایج بدست آمده نشان داد که با توجه به ناپایا بودن شرایط داده­برداری از پل گیشا، به کارگیری رویکرد ترکیب داده­ ها پس از فرایند شناسایی سیستم نسبت به رویکرد ترکیب داده ­ها پیش از فرایند شناسایی سیستم برای استخراج پارامترهای مودال مناسب­ تر بوده­ است.

Keywords:

Structural monitoring , system identification , signal processing , modal parameters , Gisha bridge , پایش سازه ای , شناسایی سیستم , پردازش سیگنال , پارامترهای مودال , پل گیشا