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Jae-Seung Hwang,Jung-Tae Noh,Sang-Hyun Lee,Ahsan Kareem 한국콘크리트학회 2019 International Journal of Concrete Structures and M Vol.13 No.2
Independent component analysis is one of the linear transformation methods based the techniques for separating blind sources from the output signals of the system. Recently, the method has been analytically applied to the identification of mode shapes and modal responses from the output signal of structures. This study aims to experimentally validate the blind source separation using ICA method and propose a novel method for identification of the modal parameters from the decomposed modal responses. The result of the experimental testing on the three-story steel scale model shows that the mode shapes obtained by ICA method are in good agreement with those by the analytical and peak-picking method in the frequency domain. Based on the robust mathematical model, ICA can calculate the natural frequency and damping ratio effectively using the probability distribution function of the instantaneous natural frequency determined by Hilbert transform of the decomposed modal responses and the change in the output covariance. Finally, the validity of the proposed method paves the way for more effective output-only modal identification for assessment of existing steel-concrete buildings.
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독립성분분석(ICA)법을 이용한 모드응답분리의 실험적 검증
황재승(Hwang Jae-Seung),박성철(Park Seong-Cheol) 대한건축학회 2012 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.28 No.8
Independent component analysis is one of the linear transformation techniques to separate blind sources from the output signals of system. Recently, the method has been analytically applied for the responses of building structures to obtain the mode shapes and modal responses. The aim of this study is to experimentally verify the feasibility of the blind source separation by ICA method for three storey shear model structure and propose a method to effectively estimate the dynamic properties from the separated modal responses. From the results of experimental verification procedure, it is found that the mode shapes separated by ICA are similar to the mode shapes by the conventional method such as analytic eigen problem or power spectrum method, furthermore, ICA can efficiently and precisely estimate the mode shapes based on the mathematic robustness. In addition, by the proposed method to estimate the dynamic properties in this study, it is shown that the modal properties : natural frequencies and damping ratios of model structure are estimated effectively from the probability distribution function of instantaneous natural frequency determined by Hilbert transform and the differential equation of the output covariance, respectively. Finally, the results in this study also show that the proposed method can be very usefully applied to the output-only system identification.
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ICA기법을 이용한 실구조물의 모드특성 추정에 관한 연구
박성철,황재승,이상현 대한건축학회지회연합회 2013 대한건축학회연합논문집 Vol.15 No.2
독립성분분석(ICA)은 미지의 신호원으로부터 측정된 신호를 분리하기 위한 비감독화 선형 변환법으로 알려져있다. 본 논문의 목표는 ICA기법에 기초한 응답기반 시스템 식별과 현장 구조물에 적용 가능성을 확인하는 것이다. 구조물에 태풍이 접근할 때 구조물의 상부에 설치된 3개의 가속도계로부터 가속도 응답을 직접적으로 측정된다. 측정된 가속도 응답은 구조물의 모드와 밀접히 관련되어 병진-비틀림이 연계되어 나타난다. 모드분리를 위한 성능지수로서 첨도를 최소화하기위해 ICA기법을 적용하여, 병진-비틀림이 연계된 모드 응답은 밀접하게 인접한 모드일지라도 정확하게 분리되고 변환행렬에 의해 자동적으로 모드 형상은 결정되어지는 것을 확인하였다. 본 연구 결과로부터 고유진동수와 같은 모드 특성은 힐버트 변환에서 얻은 각 모드의 시변 고유진동수의 누적 분포 함수로부터 추계학적으로 추정할 수 있다. 본 논문의 결과는 새롭게 제안된 기법이 기존의 응답기반 시스템 식별보다 구조물의 응답에 매우 강력하게 적용되는 것을 보여준다.
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