6.1.1 結構模態(tài)參數(shù)識別的定義
在系統(tǒng)模型已知的情況下，用實測的輸入與輸出數(shù)據(jù)來識別描述系統(tǒng)特性的各種物理參數(shù)，如系統(tǒng)的質(zhì)量、剛度及阻尼，稱之為“參數(shù)識別”。
如果實際結構可以運用所謂的“模態(tài)模型”來描述其動態(tài)響應，則通過實驗數(shù)據(jù)的處理和分析，尋求其“模態(tài)參數(shù)”的過程，稱之為模態(tài)參數(shù)識別。
6.1.2 結構模態(tài)參數(shù)識別的目的
1 通過模態(tài)試驗，一般情況下可獲取結構自振頻率、振型、模態(tài)阻尼比，如有特殊要求，可獲取模態(tài)剛度、模態(tài)質(zhì)量等結構動力特性參數(shù)。
2 獲取的結構動力特性參數(shù)，可為結構計算模型修正提供依據(jù)，并為結構損傷識別提供基礎數(shù)據(jù)。
6.1.3 模態(tài)試驗的基本要求
1 結構模態(tài)試驗前，應根據(jù)試驗目的制定符合相關技術要求的試驗方案，并進行必要的計算。
2 模態(tài)試驗應符合下列要求：
(1) 傳感器宜選擇高靈敏度的低頻傳感器；
(2) 測點布置應盡量避開振型節(jié)點和反節(jié)點處，所布測點數(shù)不應少于所測模態(tài)階數(shù)的2倍，宜對稱布置同時采集；
(3) 試驗時應避免環(huán)境及系統(tǒng)干擾；
(4) 采樣頻率應滿足采樣定理的基本要求；
(5) 采樣時間要保證數(shù)據(jù)有足夠的長度；
(6) 當測點較多而傳感器數(shù)量不足時，可以分批測量，每批測試應至少保留一個共同的參考點。
6.1.4 數(shù)據(jù)處理方法
大跨橋梁、大型建筑等土木工程結構，通常難以對其實施人工激勵，可以采用隨機振動識別理論，通過測量“環(huán)境激勵”下的輸出響應來識別結構的模態(tài)參數(shù)。
環(huán)境激勵下的工程結構模態(tài)參數(shù)識別方法可以分為三大類：頻域識別方法、時域識別方法和時頻域方法。
6.1.5 在線識別技術
“在線”強調(diào)的是模態(tài)參數(shù)識別的實時性和自動性。相對于普通的基于現(xiàn)場測試的模態(tài)試驗而言，在線模態(tài)參數(shù)識別具有全天候、快速、實時的優(yōu)點，由于實際結構在不同環(huán)境下其動力特性會有所不同，如邊界條件、溫度的變化，臺風、運營荷載等，只有實時分析才能獲取整個結構的動力特性變化情況。
6.2 損傷識別方法
6.2.1 總體要求
1 工作目標
結構的損傷識別是指利用結構的響應數(shù)據(jù)來分析結構物理參數(shù)的變化，進而識別結構的損傷。
2 深度要求
(1) 損傷識別根據(jù)工作深度可以由淺入深逐次分為損傷預警、損傷定位、損傷定量、損傷評估；
(2) 損傷預警應給出結構是否發(fā)生損傷的明確判斷，并對相應的判斷閾值進行說明；
(3) 損傷定位應給出結構發(fā)生的損傷位置，可給出損傷位置的幾何坐標，也可給出損傷單元或者構件的編號；
(4) 損傷定量應以百分比的形式給出發(fā)生損傷的單元或者構件的損傷程度；
(5) 損傷評估應對結構的損傷后的性能退化做出綜合評估，對結構損傷后的殘余壽命進行科學預測。
6.2.2 動力指紋法
可選用固有頻率、固有振型等模態(tài)參數(shù)及其各種導出量來構建結構的動力指紋，根據(jù)動力指紋的變化來辨識結構的損傷。
常見的結構動力指紋包括固有頻率比、固有振型變化、振型曲率、應變模態(tài)振型、MAC、COMAC、柔度曲率、模態(tài)應變能、里茲向量等，結構損傷識別時，可根據(jù)實際需要選用其中的一種或者多種。
6.2.3 模型修正法
若有高精度的有限元基準模型可供利用時，可采用模型修正的方法進行結構物理參數(shù)辨識進而實現(xiàn)結構損傷識別的目的。
模型修正是利用結構實測數(shù)據(jù)（一般是模態(tài)參數(shù)）來修正結構的初始理論模型，使修正后的結構模型的響應與結構的實測響應相一致。用模型修正法進行損傷識別時，應把有限元基準模型作為結構的初始理論模型，把損傷后的結構響應作為結構實測數(shù)據(jù)。
用于損傷識別的常用的模型修正方法可分為：矩陣型修正方法、元素型修正方法、誤差因子修正方法（子矩陣修正方法）、設計參數(shù)修正方法。
6.2.4 神經(jīng)網(wǎng)絡法
神經(jīng)網(wǎng)絡是一種基于數(shù)據(jù)的非參數(shù)化非線性建模方法，其用于損傷識別的基本步驟，是構建結構的損傷數(shù)據(jù)集合，對神經(jīng)網(wǎng)絡進行訓練，校驗神經(jīng)網(wǎng)絡的有效性，利用訓練得到的神經(jīng)網(wǎng)絡模型進行損傷識別。
結構的損傷數(shù)據(jù)應根據(jù)用途劃分為訓練集、校驗集、測試集。為了得到較好的結果，訓練集一般應進行歸一化。
