1.2  课题意义及背景

振动位移的准确测量在工程实践中具有非常重要的意义，振动位移是反映结构健康的重要指标之一。源]自=751-·论~文"网·www.751com.cn/ 但在很多情况下振动位移的测量非常困难，甚至无法直接进行测量。利用加速度信号积分得到振动位移是一种行之有效的方法。本课题就是要求利用时域积分的方法，由得到的振动加速度信号两次积分获得位移信号，解决实际工程中直接测量振动位移信号比较困难且费用过高等问题。

　  随着结构健康监测的提出及无线传感器网络的发展,越来越多的数据可以从观测对象实时获取,从而了解观测对象的健康状况。但是在很多情况下,某些数据获取非常困难,甚至无法直接通过测量得到,这就需要用到其他的数据处理方法。振动位移是反映结构健康的重要指标之一。目前常用的方法有精密水准仪法、悬锤法、静力水准法、集成光栅干涉微位移测量法等。但在很多情况下振动位移的测量非常困难,甚至无法直接进行测量。另外在通车情况下,要获得桥梁的振动位移,从而监测桥梁的健康状况,也十分困难。即使可以通过精密仪器测量,仍存在费用过高等问题。利用加速度信号积分得到振动位移是一种行之有效的方法。

由于实际的采样振动加速度信号,在去直流信号后仍存在偏差,因此对加速度信号积分后会产生趋势项。本文先对加速度信号进行时域数值积分,然后对积分后的信号进行去趋势项处理,从而获得修正后速度和位移信号。实例表明,此算法可有效消除积分后所产生的趋势项,且精度高。

1.3  相关研究成果介绍

1.4  本文主要内容

本文主要对利用MATLAB基于时域积分对加速度信号处理的可靠性及可行性进行了论证及验证。

本文结构安排如下：

第一章 绪论，从信号处理的发展概况出发，引出本文的研究背景及意义，接着讲述了有关加速度信号处理技术已有的理论研究成果。

 第二章 基于时域积分的加速度信号处理方法，首先介绍了加速度信号处理原理，数字滤波、数字积分，然后分析了去除趋势项的原理及其实现方法。然后介绍了本次研究的验证方法，给出了对于误差因素和解决措施理解。最后介绍了本次研究主要利用的开发仿真工具---MATLAB的相关知识。

    第三章 基于MATLAB的实例程序，主要介绍了基于MATLAB所写的加速度信号处理程序，对其中各个模块进行了较详细的分析讲解。

第四章 主要列出了在各种情况下的波形输出情况，并据此论证分析去高通滤波及去趋势项的操作对仿真结果的影响。最后得出利用MATLAB的基于时域积分的加速度信号处理方法是可行、可靠的结论。

2  基于时域积分的加速度信号处理方法

2.1  加速度信号处理原理

由于实际中的加速度信号采样不可能完全采集到整体周期对的信号，而且去直流运算仍然会存在误差文献综述，因此，对加速度信号进行一次积分之后的速度信号含有一次趋势项；对加速度进行二次积分后的位移信号含有二次趋势项。要得到精确的速度和位移信号，就必须得对积分信号进行去趋势项处理