基于模态参数识别的ITD算法改进
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ITD(Intervaled Time Domain)法是一种在时域内识别模态参数的方法,它通过对信号的时域特征进行分析,得到系统的模态参数。
在MATLAB环境下,可以使用以下步骤实现ITD法识别模态参数的编程:
1. 读入信号数据
首先需要读入需要进行模态参数识别的信号数据。
可以使用MATLAB中的`load`函数或直接从文件中读取数据。
2. 对信号进行预处理
在进行模态参数识别之前,需要对信号进行预处理,以消除噪声等干扰因素。
可以使用MATLAB中的各种信号处理函数进行滤波、去噪等操作。
3. 计算信号的时域特征
ITD法需要计算信号的时域特征,包括信号的均值、方差、峰值等。
可以使用MATLAB中的`mean`、`var`、`peak`等函数计算这些特征值。
4. 确定模态参数
根据ITD法的原理,通过对信号的时域特征进行分析,可以得到系统的模态参数。
具体来说,可以根据信号的峰值分布情况确定系统的模态频率和阻尼比等参数。
可以使用MATLAB中的`histogram`函数绘制信号的峰值分布图,并手动或自动确定模态参数。
5. 实现ITD法识别程序
将以上步骤编写成程序,即可实现ITD法识别模态参数的功能。
可以使用MATLAB中的脚本文件或函数文件进行编写。
需要注意的是,ITD法是一种比较简单的模态参数识别方法,适用于某些特定的应用场景。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的模态参数识别方法。
模态参数是指结构动力特性的基本参数,是描述结构动力特性的基本概念,包括固有频率、阻尼比、振型等。
结构模态参数的准确识别,是进行结构健康监测及故障诊断的重要基础,直接关系到结构安全,因此,开展结构模态参数识别技术研究具有重要的理论意义与工程实用价值。
近年来,利用环境激励已大量应用于土木工程的结构动力特性测试中。
环境激励测试能够在结构的实际工作状态下进行,更真实地了解结构的动力特性和结构性能。
本文将对各种模态识别方法进行分类汇总、论述,并对环境激励下模态参数识别算法有待进一步研究的问题进行了展望。
1频域识别算法1.1峰值拾取法基于结构的频响函数在其固有频率位置处会出现峰值的特征,可以实现对结构的模态参数识别。
由于环境激励下无法得到结构的频响函数,用功率谱密度函数代替结构的频响函数实现模态参数的识别,功率谱由实测的随机振动信号快速傅立叶变化转化得到。
姜蕾蕾[1]将幂指数窗应用于多种结构中,并与其他五种窗函数对比研究,确定能够有效改善傅立叶变换后频谱的质量,从而提高峰值拾取法的频率和阻尼比识别精度,拓宽峰值拾取法对阻尼比的适用范围。
陈涛[2]将测点传递率函数矩阵的第2阶奇异值倒数的均值为模态指示函数,建立基于多参考测点平均的峰值拾取法,准确识别系统的模态频率及振型。
在实际应用中,该方法只需计算少量的局部极值点,识别速度快,适用性广泛,被大量使用在实测实验中。
但由于峰值拾取法对峰值的选择较为敏感,对于峰值存在干扰或者峰值较小的信号,可能导致参数提取不准确,并且输出结果可能受到峰值选择的主观性影响,存在一定的不确定性。
因此,在使用时需要综合考虑实际需求和信号特征,选择合适的峰值。
1.2频域分解法频域分解法是峰值拾取法的优化算法,基本原理是根据振动响应构建谱函数矩阵,通过奇异值分解,将多自由度系统转换为单自由度体系,依靠峰值法选取特征频率,进而对系统进行识别。
频域分解法在20世纪80年代由Prevosto[3]所提出。
桥结构结构健康监测综述-----自动损伤识别自动损伤识别是真正意义上的桥梁监测系统的核心, 是目前国际上的研究热点,目前还在研究阶段。
1 自动损伤识别的方法不同国家的学者已经研究出许多自动识别损伤的方法, 这些方法可用来形成软件, 安装在桥梁监测系统中。
自动识别损伤的方法大致可分为两类:(1) 无模型的识别方法: 它们不使用结构模型,属于这类方法的有: 基于PRF 的损伤识别指标[ 2 ]方法, 包括W avefo rm Chain Code (WCC, 其中又包括量测FRF 的斜率差和曲率差)、A dap t ive Temp lateM ethods (A TM ) 和Signatu re A ssu rance Criteria(SAC)。
此外还有人工神经元网络、ARMA 模型、模式识别等。
(2) 有模型的识别方法: 它们使用结构的有限元模型进行识别。
这类方法又可分为两种: 基于模态参数的识别方法和直接的系统识别方法。
基于模态参数的识别方法分为两步, 首先通过动测进行模态参数(自振频率、振型、振型阻尼比、应变模态) 识别, 然后通过模态参数识别损伤。
第二步工作又有两种方法, 一种是通过损伤识别指标进行识别, 由于模态参数对损伤不敏感, 长期以来人们试图对模态参数进行加工, 以提高其对损伤的灵敏度, 定义了损伤识别指标后, 可把它当作结构指纹, 通过比较完好状态的结构指纹和受损状态的结构指纹来识别损伤。
已经定义的损伤识别指标如下[ 2 ]: 基于振型的损伤识别指标有Coo rdinate Modal A ssu rance Criteria(COMAC)、曲率模态差和柔度矩阵差; 基于应变模态的损伤识别指标有应变模态差。
评价损伤识别指标优劣的标准是对结构损伤的灵敏度。
上述指标中曲率模态差、柔度矩阵和应变模态差对结构损伤的灵敏度较高。
由模态参数识别损伤第二步工作的另一种方法是由模态参数确定结构的刚度矩阵的变化, 是一种形式的参数估值问题。
改进的SSD行人检测算法随着计算机技术的不断发展和应用领域的扩大,人类对于计算机图像处理算法的要求也越来越高。
在视觉识别领域中,行人检测一直是一个非常重要的问题,因为它被广泛应用于交通安全、智能城市、视频监控等领域。
在这方面,SSD算法是一种非常流行的行人检测算法,它是一种单发多框检测器,具有高效、准确等优点。
然而,SSD算法在处理人体低分辨率的情况下容易产生误判等问题。
因此,本篇文章将介绍一种改进的SSD行人检测算法,以更好地解决这些问题。
改进的SSD行人检测算法是基于SSD算法的基础上进行改进得到的。
该算法主要分为三个阶段,即基础网络、特征金字塔网络和预测网络。
其中,特征金字塔网络是一种重要的改进,它能够有效地解决低分辨率下的误判问题。
基础网络:改进的SSD行人检测算法采用了VGG16网络作为基础网络,它包含13个卷积层和3个全连接层,可以有效提取图像特征。
特征金字塔网络:在基础网络之后,改进的SSD行人检测算法采用了特征金字塔网络。
特征金字塔网络是一种多尺度特征提取方法,它可以将图像分成多个尺度,并对每个尺度进行特征提取。
在SSD中,特征金字塔网络用于产生不同尺寸的锚点框,以适应不同大小的物体。
预测网络:在特征金字塔网络之后,改进的SSD行人检测算法采用了预测网络。
该预测网络包含了多个卷积层和全连接层,以及一个softmax分类器和一个回归器。
其中,softmax分类器用于对每个锚点框内是否包含行人进行分类,回归器用于对每个锚点框进行位置的回归,以获得更准确的行人位置。
1.多级特征提取:改进的SSD行人检测算法中采用了特征金字塔网络,能够对不同尺寸的物体进行有效的特征提取,从而提高了检测准确率。
2.非极大值抑制:改进的SSD行人检测算法使用了非极大值抑制技术,可以有效地去除多余的检测框,从而减少误检率。
3.多标签分类器:改进的SSD行人检测算法采用了多标签分类器,可以同时对不同种类的物体进行分类,从而避免了重复检测的问题。
%ITDxx识别模态参数clearclcclose all hiddenformat long%% txt文件下输入fni=input('ITD法模态参数识别-输入数据文件名:','s');fid=fopen(fni,'r');mn=fscanf(fid,'%d',1);%模态阶数%定义输入实测数据类型%ig=1时域数据如冲击响应、自由振动、互相关函数、随机减量法处理结果%ig=2频域数据如频响函数实部和虚部数据ig=fscanf(fid,'%f',1);%ig=1时,f为采样频率sf,ig=2时,f为频率间隔dff=fscanf(fid,'%f',1);fno=fscanf(fid,'%s',1);%输出数据文件名b=fscanf(fid,'%f',[ig,inf]);%实测时域或频域数据status=fclose(fid);%%clc;clear all;format long[FileName,PathName] = uigetfile('*.mat', 'Select the Mat-files of time signal'); %窗口读文件,并获取包含路径的文件名if isequal(FileName,0)disp('User cancel the selection');%如果取消选择则显示提示return;elseFULLFILE=fullfile(PathName,FileName);Signal_str= sprintf('User selected signal file:%s',FULLFILE);disp(Signal_str);Struct=load(FULLFILE);endc=fieldnames(Struct);%得到一个元胞数组,包含Struct中各个域名(倘若有多个的话)b=getfield(Struct,c{1}); %获取c{1}对应的域中的内容b=b(3601:9600);%%%ig=1时域数据如冲击响应、自由振动、互相关函数、随机减量法处理结果%ig=2频域数据如频响函数实部和虚部数据ig=input('数据类型ig=');f=input('采样频率f=');%指定采样频率mn=input('计算模态阶数mn=');%指定计算模态阶数%建立特征方程矩阵的阶数(为模态阶数的2倍)nm=2*mn;%组织识别计算多用的时域数据及参数if ig==1%实测时域数据sf=f;%采样频率n=fix(length(b)/2);%向0靠拢取整,取时域数据的长度h=b(1,1:2*n)';%将输入时域数据赋值给列向量hdt=1/sf;%时间间隔t=0:dt:(2*n-1)*dt;%建立离散时间向量else %实测频域数据df=f;%取频率间隔n=length(b(1,:));f=0:df:(n-1)*df;%建立离散频率向量H=b(1,:)'+b(2,:)'*i;%建立对应正负频率的实测频响函数向量H(n+1)=real(H(n));H(n+2:2*n)=conj(H(n:-1:2));%conj求负数的共轭值h=real(ifft(H));%频响函数经IFFT并取实部变换成脉冲响应函数t=linspace(0,1/df,2*n);%建立离散时间向量dt=t(2)-t(1);%计算时间间隔end%计算自由振动响应矩阵L=length(h);M=L/2;for k=1:nmx1(k,:)=h(k:L-(nm-k+1))';x2(k,:)=h(k+1:L-(nm-k))';end%用最小二乘法求解特征方程矩阵B=x1\x2;%B=x2*x1'*inv(x1*x1');[A,V]=eig(B);%计算特征值及特征向量(特征值V,特征向量A)%变换特征值对角阵为一向量for k=1:nmU(k)=V(k,k);endF1=abs(log(U'))./(2*pi*dt);%计算模态频率向量D1=sqrt(1./(((imag(log(U'))./real(log(U'))).^2)+1));%计算阻尼比向量%计算振型系数向量l=1;for k=0:(2*n-1)Va(k+1,:)=[conj(U).^k];endS1=(inv(conj(Va')*Va)*conj(Va')*h);%inv矩阵求逆h1=real(Va*S1);%计算生成的脉冲响应函数%绘制脉冲响应函数拟合曲线图figure(1);plot(t,h,':',t,h1);xlabel('时间(s)');ylabel('幅值');legend('实测','拟合');grid on;if ig>1H1=fft(Va*S1);%计算生成的频响函数%绘制频响函数实部拟合曲线图figure(2);nn=1:n;subplot(2,1,1);plot(f,real(H(nn)),':',f,real(H1(nn)),'r'); xlabel('频率(Hz)');ylabel('实部');legend('实测','拟合');grid on;%绘制频响函数虚部拟合曲线图subplot(2,1,2);plot(f,b(2,:),':',f,imag(H1(nn)),'r');xlabel('频率(Hz)');ylabel('虚部');legend('实测','拟合');grid on;end[F2,I]=sort(F1);%将自振频率从小到大排列%剔除方程中的非模态项(非共轭根)和共轭项(重复项)m=0;for k=1:1:nm-1if F2(k)~=F2(k+1)continue;endm=m+1;l=I(k);F(m)=F1(l);%自振频率D(m)=D1(l);%阻尼比S(m)=S1(l);%振型系数end%打开文件输出识别的模态参数数据fno='out.txt';fid=fopen(fno,'w');fprintf(fid,'频率(Hz)阻尼比(%%)振型系数\n');for k=1:mfprintf(fid,'%10.4f %10.4f%10.6f\n',F(k),D(k)*100.0,imag(S(k))); endstatus=fclose(fid);。
多模态深度伪造及检测技术综述多模态深度伪造及检测技术综述一、引言多模态深度伪造及检测技术是近年来随着人工智能和深度学习的快速发展而迅速崛起的领域。
随着技术的进步,人们可以通过将不同模态的数据相结合来实现更加真实的虚拟现实体验。
然而,这也带来了一个严重的问题,即深度伪造技术的滥用。
本文将对多模态深度伪造技术及其检测方法进行综述。
二、多模态深度伪造技术1. 定义与原理多模态深度伪造技术是指利用深度学习和计算机视觉等技术,将不同模态的数据(图像、音频、视频等)进行合成,从而生成具有高度逼真性的虚假数据。
通过融合多种媒介的信息,深度伪造技术可以更好地欺骗人类感知系统。
2. 图像深度伪造技术图像深度伪造技术是最为常见和广泛使用的深度伪造技术之一。
通过深度学习算法,可以生成高度逼真的虚假图像。
例如,生成对抗网络(GAN)是一种常用的图像深度伪造技术,通过生成器和判别器的对抗训练,可以生成逼真的虚假图像。
3. 音频深度伪造技术音频深度伪造技术是指通过深度学习算法,生成与真实音频几乎无法区分的虚假音频。
例如,WaveGAN是一种常见的音频深度伪造技术,它可以生成逼真的虚假音频,如人声、音乐等。
4. 视频深度伪造技术视频深度伪造技术是将图像和音频深度伪造技术相结合,生成高度逼真的虚假视频。
通过深度学习算法,可以将单个或多个人的脸部和嘴唇动作与目标视频进行合成,使其看起来像是目标人物在说话。
三、多模态深度伪造技术的应用1. 影视制作多模态深度伪造技术在影视制作中得到了广泛应用。
通过利用深度伪造技术,可以在影片中创建虚拟角色或场景,并实现特定的视觉和音频效果,从而提升观众的观影体验。
2. 虚拟现实多模态深度伪造技术也为虚拟现实技术的发展提供了有力的支持。
通过将不同模态的数据相结合,可以生成更加真实的虚拟现实场景,使用户能够身临其境地体验各种场景和环境。
3. 社交媒体多模态深度伪造技术在社交媒体应用中的应用也越来越广泛。
模态频率和阻尼比识别研究摘要:本文提出一种由结构自由振动的加速度响应识别结构模态频率和阻尼比的新方法。
通过对加速度信号进行变换处理,使得能量集中在各阶模态频率附近。
由于相关系数在各阶模态频率处会出现极大值,因此可以通过极值搜索的方法得到各阶模态频率。
得到模态频率后就可用通过本文方法进行模态阻尼比的识别。
最后将识别结果和ITD法识别结果作一比较,得出本文方法的识别精度远高于ITD法。
关键词: 模态参数识别数据处理评价函数模态参数是结构系统动力响应分析、故障诊断以及机构动力参数修改和优化设计的理论依据,而模态参数识别是模态分析中的重要任务之一[1]。
为了得到结构的模态参数,尤其是模态频率和模态阻尼比,可以通过实测的数据识别(或估计)出结构模态参数,识别的方法可以分为频域法和时域法[2]。
本文通过对结构的加速度响应进行余弦处理,得到评价函数在各阶模态频率处取极大值,并由此识别出模态频率和模态阻尼比。
1 理论背景一个单自由度的系统,其加速度响应可以表示为[3]:2.2 参数搜索通过以上分析,知道多自由度系统的相关函数在处取极大值,因此可以通过参数搜索的方法直接搜索得到。
参数搜索的过程如图4所示。
3 提取指数趋势项和仿真3.1 提取指数趋势项我们知道,通过参数搜索得到,然后再乘以为固频率和初始相位的余弦函数,这时就会得到一个含有指数趋势项的信号。
如何从该信号中提取指数趋势项呢?(1)低通滤波。
由于上述信号中除了指数趋势项外,其余分量都是伪简谐信号,因此可以通过滤波的方法将非指数项滤除。
(2)小波变换。
对上述信号进行多尺度分解,得到信号的高频系数和低频系数,然后对低频系数进行重建,得到信号的低频部分,即指数趋势项。
3.2 Matlab仿真下面采用小波变换的方法提取指数趋势项,进行参数识别的算例仿真。
设一个加速度响应信号:用ITD方法识别模态频率和阻尼比时,识别过程中由于虚假模态的存在,因此有可能将噪声模态误认为结构的模态,造成模态识别的错误。
AI大模型如何改进语音识别的准确性与鲁棒性人工智能(AI)技术的发展日新月异,近年来,随着计算能力的提升和深度学习算法的不断优化,AI大模型在语音识别领域的应用逐渐成为研究热点。
然而,虽然AI大模型在语音识别中取得了长足的进步,但在一些特定场景下,其准确性和鲁棒性仍然有待提高。
本文将探讨AI大模型在语音识别中如何改进准确性和鲁棒性的关键技术和策略。
一、数据集的优化数据集是训练AI大模型的基础,而且在语音识别中,数据集的数量和质量对模型性能有着至关重要的影响。
因此,为了改进语音识别的准确性和鲁棒性,首先要着力优化数据集。
在构建语音识别数据集时,应该尽可能地包含各种不同口音、语速和环境的语音录音片段,以提高模型对于多样化语音输入的适应能力。
同时,应该充分利用开放数据集和众包平台,吸引更多的志愿者参与数据集的录音和整理工作,以扩大数据集规模和提高数据的多样性。
二、模型设计的优化除了数据集的优化外,模型设计也是提升语音识别准确性和鲁棒性的关键。
传统的语音识别模型通常采用深度神经网络(DNN)或卷积神经网络(CNN)等结构,在一定程度上存在着过拟合和泛化能力不足的问题。
为了解决这些问题,近年来研究人员提出了一系列新型的模型结构,如自注意力机制(self-attention)和变压器(Transformer)等。
这些新型模型结构能够更好地捕捉语音序列之间的长距离依赖关系,提高模型对于复杂语音输入的建模能力,并且具有更好的泛化性能,从而有效地改进语音识别的准确性和鲁棒性。
三、数据增强与对抗训练数据增强和对抗训练是另外两种有效提升语音识别准确性和鲁棒性的策略。
数据增强通过在训练数据上应用一系列随机变换,如时间扭曲、音高偏移和噪声注入等,来生成更多多样化的训练样本,有效缓解数据稀疏性问题,提高模型的泛化能力。
对抗训练则通过引入对抗性样本,让模型在训练过程中对抗来自恶意攻击和环境干扰带来的负面影响,增强模型的鲁棒性和抗干扰能力。