論文の概要: A new perspective on Bayesian Operational Modal Analysis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.08664v2
- Date: Mon, 19 Aug 2024 12:20:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-20 13:08:14.139545
- Title: A new perspective on Bayesian Operational Modal Analysis
- Title（参考訳）: ベイジアン・オペレーショナル・モーダル分析の新展開
- Authors: Brandon J. O'Connell, Max D. Champneys, Timothy J. Rogers,
- Abstract要約: 本稿では,ベイジアンOMAの新しい視点として,ベイジアン部分空間識別(SSI)アルゴリズムを提案する。
最初のケーススタディは、シミュレーションされた多自由度線形システムのデータを用いたベンチマーク研究である。
自然周波数と一致する平均値の後方分布は, 自然周波数から離れた値よりも低い分散を示すことが観察された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In the field of operational modal analysis (OMA), obtained modal information is frequently used to assess the current state of aerospace, mechanical, offshore and civil structures. However, the stochasticity of operational systems and the lack of forcing information can lead to inconsistent results. Quantifying the uncertainty of the recovered modal parameters through OMA is therefore of significant value. In this article, a new perspective on Bayesian OMA is proposed: a Bayesian stochastic subspace identification (SSI) algorithm. Distinct from existing approaches to Bayesian OMA, a hierarchical probabilistic model is embedded at the core of covariance-driven SSI. Through substitution of canonical correlation analysis with a Bayesian equivalent, posterior distributions over the modal properties are obtained. Two inference schemes are presented for the proposed Bayesian formulation: Markov Chain Monte Carlo and variational Bayes. Two case studies are then explored. The first is benchmark study using data from a simulated, multi degree-of-freedom, linear system. Following application of Bayesian SSI, it is shown that the same posterior is targeted and recovered by both inference schemes, with good agreement between the posterior mean and the conventional SSI result. The second study applies the variational form to data obtained from an in-service structure: The Z24 bridge. The results of this study are presented at single model orders, and then using a stabilisation diagram. The recovered posterior uncertainty is presented and compared to the classic SSI result. It is observed that the posterior distributions with mean values coinciding with the natural frequencies exhibit lower variance than values situated away from the natural frequencies.
- Abstract（参考訳）: オペレーショナル・モーダル・アナリティクス(OMA)の分野では、取得したモーダル情報は、航空宇宙、機械、オフショア、土木構造物の現在の状態を評価するために頻繁に使用される。
しかし、運用システムの確率性と強制情報の欠如は、一貫性のない結果をもたらす可能性がある。
したがって、OMAによる復元されたモーダルパラメータの不確かさの定量化は重要な意味を持つ。
本稿では,ベイズ確率部分空間同定法(SSI)を提案する。
ベイジアンOMAに対する既存のアプローチとは違い、階層的確率モデルが共分散駆動SSIのコアに埋め込まれている。
標準相関解析をベイズ同値に置換することにより、モーダル特性上の後部分布が得られる。
提案されたベイズ式に対して、マルコフ・チェイン・モンテカルロと変分ベイズという2つの推論スキームが提示される。
次に2つのケーススタディが検討される。
1つ目は、シミュレーションされた多自由度線形システムのデータを用いたベンチマーク研究である。
ベイズ平均値と従来のSSI値との間には良好な一致がみられたが, ベイズ平均値と従来のSSI値とは一致しない。
第2の研究では、サービス内構造から得られたデータに変分形式を適用した。
本研究の結果は1つのモデル順序で示され、安定化図を用いて示される。
回復後の不確実性を示し、古典的なSSI結果と比較する。
自然周波数と一致する平均値の後方分布は, 自然周波数から離れた値よりも低い分散を示すことが観察された。
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