部分觀測下基于模型或數(shù)據(jù)的結構非線性的識別方法.pdf

1、廈門大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學位論文是本人在導師指導下，獨立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個人或集體己經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當方式明確標明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學研究生學術活動規(guī)范(試行)》。另外，該學位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經(jīng)費或?qū)嶒炇业馁Y助，在()實驗室完成。(請在以上括號內(nèi)填寫課題或課題組負責人或?qū)嶒炇颐Q，未有此項聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)聲明人(簽名)：／j兩馴a

2、煜2DJ牛年5月2孑日廈門大學碩J二學位論文摘要摘要由于自然或人為的因素，非線性廣‘泛的存在于實際結構中，包括為抵抗地震作用在結構基底中設置的橡膠隔震支座的非線性行為，以及建筑結構在長期的損傷累積中所產(chǎn)生的非線性行為。由此可見，非線性的識別研究對于結構的安全評估與損傷診斷起著非常重要的作用。故本文在總結了目前國內(nèi)外非線性結構識別的研究進展的基礎上，研究部分觀測結構響應下，結構非線性特性識別的新方法。論文首先研究基礎隔震結構中橡膠隔震支座

3、的非線性特性的識別方法。當隔震支座的非線性特征具有合適的數(shù)學物理模型時，采用基于擴展卡爾曼濾波的方法識別出結構的狀態(tài)向量和非線性參數(shù)；當隔震支座的非線性數(shù)學模型難以準確建立時，采用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法，先在小震作用下，用擴展卡爾曼預測估計識別出上部結構以及隔震支座的線性物理參數(shù)，即剛度和阻尼，然后在大震作用下，將橡膠支座出現(xiàn)的非線性視為作用于結構的“附加未知虛擬外力”，通過依次對結構響應進行卡爾曼預測估計和對“附加未知虛擬外力”的最小二乘

4、識別，可以識別出橡膠支座的非線性力。與傳統(tǒng)的基于擴展卡爾曼濾波的方法相比，避免了同時識別結構狀態(tài)向量與未知激勵所產(chǎn)生復雜的情況，大大簡化了非線性識別問題，而且具有結構分析和計算直觀、簡潔的優(yōu)點。在此基礎上，論文研究把子結構技術與方法相結合，用以識別大型基礎隔震結構的非線性特性。最后，通過分別對部分觀測下的小型、大型基礎隔震結構的數(shù)值模擬，證明了方法的可行性和有效性。接著，對于己知物理模型的結構非線性特性識別，本文提出一種兩階段的識別方法

5、：第一階段用一種等效線性的思想，把結構運動方程等效為含有等效結構參數(shù)的線性方程，這些等效結構參數(shù)通過擴展卡爾曼濾波方法識別。對比線性結構的動力參數(shù)和等效結構的動力參數(shù)，從而對非線性位置進行定位。第二階段，用無味卡爾曼濾波識別出結構的非線性參數(shù)，進而識別非線性結構的特性。在此基礎上，論文研究把子結構技術與該方法相結合，運用分散識別的方法，用于識別己知物理模型的大型非線性結構，通過擴展卡爾曼濾波識別線性子結構，無味卡爾曼濾波識別非線性子結構