Application of short-time stochastic subspace identification to estimate bridge frequencies from a traversing vehicle

2021 ◽  
Vol 230 ◽  
pp. 111688
Author(s):  
Nan Jin ◽  
Y.B. Yang ◽  
Elias G. Dimitrakopoulos ◽  
Themelina S. Paraskeva ◽  
Lambros S. Katafygiotis
Keyword(s):  
Subspace Identification ◽  
Stochastic Subspace Identification ◽  
Short Time

Time-Varying Output-Only Identification of a Cracked Beam

2009 ◽  
Vol 413-414 ◽  
pp. 643-650 ◽  
Author(s):  
A. Bellino ◽  
Luigi Garibaldi ◽  
Stefano Marchesiello
Keyword(s):  
Subspace Identification ◽  
Open Crack ◽  
Moving Mass ◽  
Time Varying ◽  
Cracked Beam ◽  
Stochastic Subspace Identification ◽  
Identification Method ◽  
Time Varying Systems ◽  
Output Only ◽  
Short Time

In this paper a time-varying identification method is presented, in order to detect the presence of an open crack in a beam with a moving mass travelling on it. The ratio between the considered moving mass and the total mass of the beam is high, thus the identified modal frequencies of the whole structure are time-varying. This situation often occurs when considering the dynamic interaction beetween a train and a bridge and specific identification tools must be used. It is shown that the identification method, referred to here as Short-Time Stochastic Subspace Identification, can give information about the presence of damage in case of time-varying systems.

A Dynamic Identification of a Historical Building Using Accelerometers with Interface Modules and a Digital Synchronization Method

2014 ◽  
Vol 628 ◽  
pp. 204-211 ◽  
Author(s):  
Luigi Spedicato ◽  
Iro Armeni ◽  
Nicola Ivan Giannoccaro ◽  
Markos Avlonitis ◽  
Sozon Papavlasopoulos
Keyword(s):  
Experimental Data ◽  
Modal Analysis ◽  
Monitoring System ◽  
Low Cost ◽  
Subspace Identification ◽  
Dynamic Identification ◽  
Historical Building ◽  
Stochastic Subspace Identification ◽  
Innovative Method ◽  
Interface Modules

This paper describes a study about the San Giacomo building for testing the dynamic identification applicability of a low-cost monitoring system, consisting of accelerometers and acquisition modules. The Stochastic Subspace Identification (SSI), a well-known technique of Operational Modal Analysis (OMA), is applied to the experimental data to evaluate the possibility of identifying the first frequencies of the building. Moreover, in order to solve the lack of synchronization of the monitoring system, an innovative method based on the phase delay of each signal is presented and used for digitally synchronizing the data.

scholarly journals The Tunnel Structural Mode Frequency Characteristics Identification and Analysis Based on a Modified Stochastic Subspace Identification Method

2018 ◽  
Vol 2018 ◽  
pp. 1-12 ◽  
Author(s):  
Biao Zhou ◽  
Xiongyao Xie ◽  
Xiaojian Wang
Keyword(s):  
Online Monitoring ◽  
Rapid Development ◽  
Health Assessment ◽  
Field Tests ◽  
Mode Frequency ◽  
Subspace Identification ◽  
Monitoring Methods ◽  
Underground Engineering ◽  
Stochastic Subspace Identification ◽  
Identification Method

With the rapid development of underground engineering in China, the heavy structural maintenance work followed is expected to be a great challenge in the future. The development also provides a promising application prospect for the newly developed vibration-based health assessment and monitoring methods. However, the fact that tunnels are embedded in soil makes collecting and identifying the vibration characteristics more difficult, especially for the online monitoring. In this paper, a new identification method that combines the natural excitation technique (NExT) and stochastic subspace identification (SSI) method is developed. The new method is compared with the traditional SSI method, and mode frequency analysis is made based on a series of field tests carried out at the subway and power tunnel. It is found that both stability and efficiency of the mode frequency identification have been greatly improved, and it more suitable for online monitoring. Meanwhile, a mathematical model is used to analyze the original mode characteristics and the influence of soil coupling. The results are also compared with the field tests results by using the NExT-SSI method, and some recommendations are also made for how to choose the vibration modals for vibration-based monitoring in the tunnel.

Schädigungserkennung in mechanischen Strukturen mithilfe der Stochastic Subspace Identification und der Kreinraum-basierten H-∞ Schätztheorie

Bauingenieur ◽  
2019 ◽  
Vol 94 (10) ◽  
pp. S 15-S 17
Author(s):  
Armin Lenzen ◽  
Max Vollmering
Keyword(s):  
Estimation Error ◽  
Deutsche Gesellschaft ◽  
Subspace Identification ◽  
Wird Eine ◽  
Stochastic Subspace Identification

Zusammenfassung Die Deutsche Gesellschaft für Erdbebeningenieurwesen und Baudynamik e. V. (DGEB) hat die Dissertation von Dr.-Ing. Max Vollmering mit dem DGEB-Förderpreis – Promotion 2018 ausgezeichnet. In der Dissertation wird eine neue Methode der Schadenslokalisation theoretisch hergeleitet und im Labor experimentell verifiziert: Sie trägt den Namen State Projection Estimation Error (SP2E) und basiert auf der Subspace Identifikation mechanischer Strukturen, der Kreinraum basierten H-∞ Schätztheorie und schiefen Projektionen. In der wissenschaftlichen Arbeit werden verschiedene Theorien diskutiert und mittels Laborversuchen verifiziert.

Experimentelle Bestimmung der Dämpfung eines Bauwerkes am Beispiel einer Fußgängerbrücke – Worauf man achten sollte

Bauingenieur ◽  
2016 ◽  
Vol 91 (04) ◽  
pp. S 2-S 9
Author(s):  
Rune Brincker ◽  
Anela Bajric ◽  
Reto Cantieni
Keyword(s):  
Domain Decomposition ◽  
Frequency Domain ◽  
Subspace Identification ◽  
Stochastic Subspace Identification ◽  
Frequency Domain Decomposition ◽  
Enhanced Frequency Domain Decomposition

Am Beispiel der experimentellen Untersuchung der dynamischen Eigenschaften einer Fußgängerbrücke werden Probleme bei der Bestimmung der Dämpfungskapazität eines Ingenieurtragwerkes diskutiert. Aus Gründen der Verständlichkeit wird zunächst relativ ausführlich auf diese Experimente, die für die Identifikation der modalen Eigenschaften der Brücke benützten Methoden und die dabei verwendeten Parameter eingegangen.   Solange man sich für die Bestimmung der Dämpfung auf dem Boden analoger Zeitsignale bewegt, sind keine gröberen Fehler zu erwarten. Die manuelle Untersuchung eines freien, rein harmonischen Ausschwingvorganges ist zwar auch nicht vor Ungenauigkeiten gefeit. Da es die „lineare, rein viskos gedämpfte“ Struktur nicht gibt, gibt es auch den rein exponentiellen Ausschwingvorgang nicht. Der aus dem Beginn eines Ausschwingvorganges bestimmte Dämpfungswert wird nicht mit jenem übereinstimmen, der sich aus der Auswertung des Endes des Vorganges ergibt [1]. Man wird sich aber in einem begrenzten Bereich bewegen, maximal vielleicht +/- 30...50 % des „wahren“ Wertes.   Nach der Beschreibung der Versuche wird auf die Probleme eingegangen, die zwangsweise auftreten, wenn für die Bestimmung der Dämpfung ein gemessenes Zeitsignal digitalisiert, in den Frequenzbereich und wieder zurück in den Zeitbereich transformiert wird. Der dabei auftretende, systematische Fehler kann für tiefe Frequenzen exorbitante Ausmaße annehmen. Dass dies hier am Beispiel der im ARTeMIS Softwarepaket angebotenen EFDD-Methode (EFDD = Enhanced Frequency Domain Decomposition, [2]) vorgeführt wird, ist Zufall. EFDD wird auch in anderen Softwarepaketen verwendet. Das gleiche gilt auch für das hier nur am Rand diskutierte Problem, dass auch bei Verwendung der in der Wissenschaft populären SSI Methode (SSI = Stochastic Subspace Identification) unter Umständen sehr grobe Fehler an der identifizierten Dämpfung auftreten können. Am Rand wird dieses Problem hier diskutiert, weil der Grund für solche Fehler noch nicht wissenschaftlich dokumentiert ist.   Der praktisch tätige Ingenieur sollte sich darauf verlassen können, dass die Anwendung eines kommerziell vertriebenen Softwarepaketes für die Auswertung seiner Experimente brauchbare Werte für die Dämpfung liefert. Die Kenntnis der Dämpfungskapazität ist von zentraler Wichtigkeit, wenn es darum geht, die möglichen Auswirkungen von Resonanzzuständen (oder resonanzähnlichen Zuständen) zu beurteilen. Dies trifft gerade für die ersten, tieffrequenten Eigenschwingungen eines Tragwerkes zu. Für exorbitante, systematische Fehler der Auswertemethoden ist hier kein Platz. Wenn man diese aber kennt, kann ihnen aus dem Weg gegangen werden.

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