基于多類型傳感器信息融合的空間結(jié)構(gòu)應(yīng)力識(shí)別方法研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測可提供關(guān)于結(jié)構(gòu)性能和狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測信息,對結(jié)構(gòu)的維護(hù)方案、結(jié)構(gòu)安全性的提高、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)假設(shè)的驗(yàn)證、結(jié)構(gòu)不確定性的降低和對結(jié)構(gòu)的更多認(rèn)識(shí)等,均可以通過結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測來實(shí)現(xiàn)。應(yīng)力監(jiān)測是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的主要監(jiān)測內(nèi)容,可直接對結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)力水平及承載能力進(jìn)行直接評(píng)判?？紤]到,(1)因?yàn)榈浇Y(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)造價(jià)和安裝技術(shù)等因素,無法在結(jié)構(gòu)上布置足夠多的測點(diǎn),直接用于應(yīng)力監(jiān)測的應(yīng)變傳感器的布置數(shù)量有限;(2)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)中有多種類型傳感器

2、的安裝。因此,本文運(yùn)用多種類型傳感器實(shí)測數(shù)據(jù),提出基于多類型傳感器信息融合的應(yīng)力識(shí)別方法。
　　主要研究內(nèi)容為:
　　(1)考慮不確定性的基于單類型傳感器應(yīng)力識(shí)別方法。首先,以單類型傳感器實(shí)測值為輸入,未布置應(yīng)變傳感器的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應(yīng)力值為輸出,選用模式識(shí)別方法建立模式庫、識(shí)別庫和實(shí)測庫;其次,考慮傳感器實(shí)測值的噪聲干擾或故障、有限元模型的誤差等不確定性因素,提出考慮不確定性的模式匹配方法;最后,以網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為例,模擬分析網(wǎng)殼結(jié)

3、構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng),驗(yàn)證該方法的有效性,并通過模擬不同等級(jí)噪聲干擾下的識(shí)別結(jié)果,進(jìn)一步驗(yàn)證了該方法的魯棒性和抗干擾性。
　　(2)基于多類型傳感器信息融合的應(yīng)力識(shí)別方法。首先,以考慮不確定性的基于單類型的傳感器應(yīng)力識(shí)別方法為基礎(chǔ),融合多類型傳感器實(shí)測值并建立該方法的模式庫和識(shí)別庫;其次,以網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為例,驗(yàn)證該方法的可行性和有效性;最后,對比基于單類型傳感器的應(yīng)力識(shí)別方法和基于多類型傳感器信息融合的應(yīng)力識(shí)別方法,進(jìn)行參數(shù)分析

4、,主要包括傳感器個(gè)數(shù)、噪聲等級(jí)、模式匹配個(gè)數(shù)等。從而驗(yàn)證了基于多類型傳感器信息融合的應(yīng)力識(shí)別方法更具有抗噪性,適合工程實(shí)際應(yīng)用。
　　(3)基于深圳灣體育中心實(shí)測監(jiān)測數(shù)據(jù)的應(yīng)力識(shí)別。首先,進(jìn)行深圳灣體育中心在地脈動(dòng)作用下的模擬分析,并討論應(yīng)變傳感器的最優(yōu)選取與布置,進(jìn)而以模擬分析數(shù)據(jù)分別驗(yàn)證了基于單類型傳感器和基于多類型傳感器信息的應(yīng)力識(shí)別結(jié)果;其次,分別以模擬分析的深圳灣體育中心在地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)和深圳灣體育中心結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測