1- 6 ضرورت تحقیق.. 6
1-7 هدف و علت انتخاب تحقیق.. 7
1-7-1 ایجاد سیستم پایش سلامت سازه 7
1-7-2 ارائه مدلی جدید با جامعیت بیشتر از مدل های قبلی.. 7
1-8 سوال تحقیق.. 7
1-9 چهارچوب نظری تحقیق.. 7
1-10 فرضیه های تحقیق.. 8
1-11 روش تحقیق.. 8
1-12محدودیت های تحقیق.. 8
1-13 فصل بندی پایان نامه. 9
فصل دوم: پردازش سیگنال و پایش سلامت سازه. 10
2-1 مقدمه. 11
2-2 پردازش سیگنال.. 11
2-2-1 امواج در طبیعت… 11
2-3 سیستم های خطی و غیرخطی.. 14
2-4 علم پردازش سیگنال.. 17
2-5 نمونه برداری.. 18
2-6 سیستم های خطی نامتغیر با زمان.. 19
2-7 شناسایی سیستم سازه ای.. 19
2-8 پایش سلامت سازه 20
2-9 فرآیند سنجش سلامت سازه 21
2-9-1 ارزیابی های اجرایی.. 21
2-9-2 بدست آوردن اطلاعات… 22
2-10 ضرورت کنترل سلامت سازه 23
2-11 راهکارتشخیص الگو به روش آماری.. 23
2-11-1 ارزیابی عملیاتی.. 24
2-11-2 جمع آوری، نرمالیزاسیون و خالص سازی داده 24
2-11-3 متراکم سازی داده و استخراج ویژگی ها 24
فصل سوم: بررسی منابع و پیشینه تحقیق… 26
3-1 مقدمه. 27
3-2 تحقیقات صورت گرفته. 27
فصل چهارم: روش های رایج در پردازش سیگنال.. 31
4-1 مقدمه. 32
4-2 مقایسه روش های رایج در پردازش سیگنال.. 32
4-2-1 انواع آسیب… 33
4-2-2 انواع شیوه های تشخیص آسیب… 33
4-3 روش های تشخیص آسیب… 33
4-3-1 تغییر در پارامترهای مدال.. 34
4-3-2 تغییر در فرکانس های طبیعی.. 34
4-3-3 تغییر در اشکال مدی.. 34
4-3-4 روش های بروز رسانی مدل.. 35
4-3-5 روش های بر پایه شبکه های عصبی.. 35
4-3-6 روش های تشخیص الگو. 36
4-3-7 روش فیلتر کالمان.. 36
4-3-8 روش آماری.. 36
4-4 روش تحلیل سیگنال.. 37
4-4-1 تبدیل زمان کوتاه فوریه. 37
4-4-2 توزیع ویگنر- ویل.. 40
4-4-3 تبدیل هیلبرت – هوانگ… 42
4-4-4 تبدیل موجک… 45
4-4-5 خصوصیات ویولت… 52
فصل پنجم: تحلیل، بحث و نتایج.. 53
5-1 مقدمه. 54
5-2 تبدیل هیلبرت-هوآنگ… 54
5-3 تجزیه تجربی مودی.. 54
5-3-1 گام اول.. 55
5-3-2 گام دوم. 55
5-3-3 گام سوم. 55
5-3-4 گام چهارم. 60
5-3-5 گام پنجم.. 60
5-3-6 گام ششم.. 60
5-4 تحلیل طیفی هیلبرت… 66
5-5 نتایج مدلسازی.. 70
5-5-1 قاب یک دهانه-یک طبقه. 70
5-5-2- پاسخ شتاب مطلق قاب یک طبقه – یک دهانه: 72
5-5-3- توابع مودی ذاتی.. 74
5-5-4 مقایسه پارامترهای حاصل از تبدیل هیلبرت… 78
5-5-4-1 بررسی نمودارهای زمان- دامنه- فرکانس…. 78
5-5-4-2 فاز 81
5-5-4-3 طیف حاشیه ای هیلبرت… 82
5-5-4-4 فرکانس میانگین آنی.. 83
5-5-5 نرم شدگی نهایی.. 85
5-5-6 نرم شدگی حداکثر. 86
5-5-7 قاب دو دهانه-یک طبقه. 87
5-5-8- پاسخ شتاب مطلق قاب یک طبقه – دو دهانه: 88
5-5-9 توابع مودی ذاتی.. 89
5-5-10 مقایسه پارامترهای حاصل از تبدیل   هیلبرت… 94
5-5-10-1 بررسی نمودارهای زمان-دامنه-فرکانس…. 94
5-5-10-2 فاز 97
5-5-10-3 طیف حاشیه ای هیلبرت… 98
5-5-10-4 فرکانس میانگین آنی.. 99
5-5-11 نرم شدگی نهایی.. 100
5-5-12 نرم شدگی حداکثر. 101
فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات… 102
6-1 مقدمه. 103
6-2 جمع بندی و نتیجه گیری.. 103
6-3 پیشنهادات برای تحقیقات آتی.. 104
منابع و مراجع.. 105
چکیده
انواع سازه های موجود از قبیل ساختمانها، پلها، سدها، تونلها و غیره، در طول زمان بهره برداری خود به دلیل انواع پدیده ها که با آنها مواجه میشوند، در معرض آسیب دیدگی قرار میگیرند. آسیبهای به وجود آمده در سازه ها ممکن است با شدت متفاوت و در نقاط مختلف در آن اتفاق بیفتد. این امر میتواند بهره برداری از سازه را مختل سازد و باعث خسارات بیشتری در آینده گردد. بنابراین تعیین محل و مقدار آسیب موجود در سازه و اقدام به موقع در جهت ترمیم آسیب دیدگی های موجود، امری ضروری به نظر میرسد. در این رساله مروری بر تبدیل هیلبرت هوانگ بعنوان روشی نو پا در تحلیل سیگنال­های نامانا و غیرخطی و همچنین استفاده از آن در تشخیص آسیب های وارد بر قابها صورت گرفته است. در ابتدا به معرفی تبدیل هیلبرت هوانگ به عنوان یک ابزار قدرتمند در پردازش سیگنال­های نامانا،اشاره شده است. این تبدیل از دو قسمت تجزیه تجربی مودی و تحلیل طیفی تشکیل شده است همچنین مزایای این روش نسبت به دیگر روش­های پردازش سیگنال بیان شده است و در ادامه یک قاب یک دهانه و دو دهانه بتنی تحت شتاب نگاشت زلزله طبس و با استفاده از روش تاریخچه زمانی در برنامهSAP مدلسازی گردیده وجهت دو سازه سالم و آسیب دیده پاسخ­های شتاب از نرم­افزار اخذ و وارد نرم­افزار MATLAB شده است. این نرم­افزار این سیگنال پاسخ را به توابع مودی ذاتی تجزیه نموده و با اعمال تبدیل هیلبرت بر این توابع مودی، فرکانس­ها را جهت هر کدام از توابع مودی ذاتی بدست آورده وسپس از مجموعه این فرکانس­ها،فرکانس میانگین آنی راجهت هر دو سازه محاسبه می­گردد که با مقایسه نمودار فرکانس آنی دو سازه سالم و آسیب دیده مشاهده می­گردد سازه آسیب دیده در زمان پیک دامنه زلزله طبس با کاهش فرکانس مواجه گردیده است وهمچنین فاز سازه آسیب دیده نسبت به سازه سالم با کاهش مواجه بوده است. همچنین با استفاده از این کاهش فرکانس شدت آسیب به سازه و مقدار تقریبی کاهش سختی آن نیز تخمین زده شده است.
کلمات کلیدی: تجزیه تجربی مودی، تبدیل هیلبرت-هوانگ، شناسایی سیستم، تشخیص آسیب، فرکانس میانگین.

1-1 مقدمه