Comparación de tres transformadas para distribuciones tiempo-frecuencia por medio de su aplicación a registros de vibraciones ambientales

Abstract

Los estudios de vibraciones ambientales han demostrado ser eficaces para la identificación del comportamiento dinámico de edificaciones. Tradicionalmente, la transformada rápida de Fourier se ha usado para estimar el espectrograma, y así hallar la distribución tiempo-frecuencia de la señal, pero nuevas herramientas han demostrado ventajas ante este método. En este trabajo, se comparan el espectrograma ( basado en la transformada rápida de Fourier), la transformada de Choi-Williams y la distribución de seudo-frecuencias por medio de onduletas, aplicándolas a tres señales de vibraciones ambientales registradas en un edificio. Los resultados obtenidos con los tres métodos son similares, lo que valida su uso. Se observa una gran diferencia en la resolución de las imágenes y en el tiempo de procesamiento de los datos para cada caso. En cuanto a resolución, la transformada de Choi-Williams y la transformada de onduletas presentan una mejor opción que el espectrograma, lo que puede facilitar la identificación de modos de vibración poco espaciados. Por otro lado, el tiempo de cómputo para el espectrograma es mucho menor, lo que puede representar una ventaja al procesar una gran cantidad de datos.

Design and Validation of a Low-Cost Structural Health Monitoring System for Dynamic Characterization of Structures

“…This technique enables tracking the frequency content of civil structures over time windows to retrieve the external frequencies (as operational, ambient, and noisy frequencies) from the original dynamic system response. Spectrogram methods commonly are based on discrete Fourier transform (DFT), computed through [24]:…”