結(jié)構(gòu)損傷特征提取及診斷方法研究.pdf

1、土木工程設(shè)施在服役期內(nèi)，由于受到荷載和其它各種突發(fā)因素的影響，使結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因此，對結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)做出及時有效的診斷、準(zhǔn)確評估和預(yù)示，具有重要的科學(xué)理論意義和工程應(yīng)用價值。本文研究了基于信號分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)損傷特征提取及診斷方法。 論述了實施工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與損傷診斷的必要性與迫切性，介紹了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與損傷診斷的基本概念、系統(tǒng)組成、損傷診斷的方法及研究現(xiàn)狀。 從結(jié)構(gòu)損傷特征提取的角度出

2、發(fā)，研究了基于小波包分析的結(jié)構(gòu)損傷特征提取方法。采用正交小波包對ASCE結(jié)構(gòu)的響應(yīng)信號進(jìn)行分解，并計算每個頻帶上的相對能量來表征結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。研究表明：對于相同的損傷，在不同節(jié)點處測量信號的小波包能量分布是不同的；不同類型的損傷小波包能量分布有顯著的差異；小波包分析為信號處理和特征提取提供一種更加精細(xì)的分析方法。 為了實現(xiàn)結(jié)構(gòu)狀態(tài)的自動診斷，研究了一種基于小波包特征提取的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)損傷診斷方法。研究表明：和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的其它

3、學(xué)習(xí)算法相比，彈性學(xué)習(xí)算法收斂較快、耗時較少，識別正確率較高，適合于結(jié)構(gòu)狀態(tài)的模式分類：但是，對于同一損傷源，采用不同節(jié)點的信號分析時，網(wǎng)絡(luò)的識別正確率和各項性能指標(biāo)不同。 針對單一節(jié)點信號進(jìn)行損傷診斷的不確定性和片面性，研究了基于多節(jié)點傳感器特征融合的結(jié)構(gòu)損傷診斷方法。多傳感器特征融合，能夠使不同傳感器的信息相互補(bǔ)充，減小了損傷檢測信息的不確定性，使診斷信息具有更高的精度和可靠性，提高了損傷診斷準(zhǔn)確率。 土木結(jié)構(gòu)的損傷