水工結(jié)構(gòu)動(dòng)力檢測(cè)的傳感器優(yōu)化布置與損傷識(shí)別方法研究.pdf

1、水工建筑物的安全監(jiān)測(cè)與損傷識(shí)別是當(dāng)代水利工作者的熱點(diǎn)研究課題，水工建筑物的安全性、可靠性對(duì)社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生重要的影響，是關(guān)乎國家安定、社會(huì)和諧的頭等大事。正確評(píng)定結(jié)構(gòu)的實(shí)際性態(tài)和對(duì)建筑物進(jìn)行有效的診斷，是結(jié)構(gòu)可靠工作的基本前提。傳感器的優(yōu)化布置問題是水工建筑物運(yùn)營狀態(tài)安全監(jiān)測(cè)和損傷識(shí)別首要解決的關(guān)鍵技術(shù)，將有限的傳感器布置于合適的位置，最大限度的發(fā)揮傳感器的作用，將提高模態(tài)參數(shù)的拾取精度。本文針對(duì)傳感器優(yōu)化布置問題，在以下幾個(gè)方

2、面開展了研究工作。
　　 (一)加速度傳感器優(yōu)化布置方法研究。針對(duì)傳統(tǒng)優(yōu)化方法的不足，綜合測(cè)量向量正交性和模態(tài)動(dòng)能的要求，提出了改進(jìn)MAC準(zhǔn)則。在改進(jìn)MAC準(zhǔn)則基礎(chǔ)上，提出了以模態(tài)矩陣列主元QR分解結(jié)果作為初始測(cè)點(diǎn)，以整數(shù)編碼遺傳算法補(bǔ)充測(cè)點(diǎn)的QR-GA法。最后，采用有效獨(dú)立法(EI)、基于列主元QR分解的MAC法、有效獨(dú)立-驅(qū)動(dòng)點(diǎn)殘差法和本文提出的QR-GA法對(duì)某泵站廠房的牛腿柱進(jìn)行傳感器優(yōu)化布置。分別采用MAC準(zhǔn)則、改進(jìn)MA

3、C準(zhǔn)則、抗噪性能最優(yōu)準(zhǔn)則和振型條件數(shù)對(duì)這四種方法進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明QR-GA法較其它三種傳統(tǒng)方法具有明顯的優(yōu)越性。
　　 (二)應(yīng)變傳感器優(yōu)化布置方法研究。在應(yīng)變模態(tài)保證準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上提出了應(yīng)變能量模態(tài)保證準(zhǔn)則SEMAC。該準(zhǔn)則綜合了應(yīng)變模態(tài)向量正交性和能量的要求，解決了結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性提取與模態(tài)參數(shù)識(shí)別的矛盾。最后，采用本文提出的QR-GA方法對(duì)拉西瓦拱壩模型進(jìn)行了應(yīng)變傳感器優(yōu)化布置，結(jié)果表明本文所提出的準(zhǔn)則和方法能夠有效的配置