利用測得的已知數據通過一定計算得到未知數據的方法叫回響重構，多用於工程中已知被測件的詳細結構參數時。
基本介紹
- 中文名：回響重構
- 外文名：Response Reconstruction
概要,分類,研究現狀,
概要
回響重構是利用測得的已知數據通過一定計算得到未知數據的方法。在實際工程套用中由於某些物理量難以測量但是又必須知道，所以改為測量其他物理量後轉換從而演化而來的一種技術方法。
在結構健康監測中，當一個建築物經歷了較為嚴重的地震後，我們需要根據結構的位移信息來判斷該建築受到結構損傷的可能性；同樣地，對於結構控制來說，為了辨識系統的狀態我們需要知道結構的實時或者近實時位移信息。傳統的接觸式感測器在測量結構位移時需要固定的參考點。但是，對於大型結構（橋樑或者高大建築物）來說，參考點的選取非常困難，而且所選參考點在地震過程中是變化的。因此，在這樣的情境中運用傳統的接觸式感測器進行直接的位移測量幾乎不可能。
相比於位移，加速度的測量相對來說比較方便。因為，我們在進行加速度測量時並不需要選取參考點，而且在市面上有很多可用於測量較寬動態頻率的加速度裝置。從這個角度上來說，相比於對工程結構進行直接的位移測量，利用測得的結構加速度來重構系統的位移，似乎是一個很好的獲取結構動態回響的辦法。
分類
回響重構按照重構的物理量可以分為：位移回響重構、加速度回響重構、聲輻射回響重構、速度回響重構、振幅回響重構等。
研究現狀
由Devrident和Guillaume提出來了一種傳遞概念，定義為一個回響譜與一個單參考回響譜之間的傳遞率，這種傳遞的概念又被稱為局部傳遞（local transmissibility）或者標量傳遞（scalar transmissibility）。這兩種傳遞的概念只有全局傳遞被用於結構回響重構，它的基本思想就是根據傳遞矩陣與可測量位置的回響得到任意期望得到的結構回響，但是為了套用傳遞的概念重構結構回響，我們需要知道力或者力矩在結構上所施加的具體位置，這是傳遞概念用於結構回響重構所存在的不足。
第二種類型的回響重構是基於經驗模式分解與有限元建模的，這種類型的回響重構需要將可測量位置的結構回響利用經驗模式分解方法分解為各種模態回響，這些模態回響用本徵模函式（intrinsic mode functions）表示；然後，利用這些模態回響可以得到不可接觸區域的結構回響；最後，利用模態疊加原理計算時域中的結構動態回響。
Wan等提出了一種基於模態疊加的結構動態回響重構方法，該方法將結構的整個模態集分為密集模態與剩餘模態，其中剩餘模態的回響是已知的；然後，利用經驗模式分解的方法將剩餘模態分解為許多單一模態；最後，根據模態形狀以及這些單一模態，剩下的不可測量位置的回響就可以得到。
R.W.Hamming提出的頻域積分法（Frequency domain integration approach）可用於系統結構位移的重構。頻域積分法首先將測得的加速度乘以解析傳遞函式，然後對所得的結果實施離散傅立葉變換（discrete Fouroer transform），最後對上述離散傅立葉結果進行反傅立葉變換即可得到時間歷程的位移。當在一個相對較短的時間間隔內對測量的加速度進行離散傅立葉變換時，會造成嚴重的離散誤差，這是頻域積分法用於結構健康監測或者要求實時或者近實時數據的結構控制位移重構中存在的最大不足。
