基于數(shù)據(jù)融合的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法研究.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(duì)結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)做出及時(shí)有效的診斷、準(zhǔn)確評(píng)估和預(yù)示，具有重要的科學(xué)理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本文研究了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)融合的結(jié)構(gòu)損傷特征提取及診斷方法。 論述了實(shí)施工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)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(cè)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。 為了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)狀態(tài)的自動(dòng)診斷

2、，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：與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的其它學(xué)習(xí)算法相比，彈性學(xué)習(xí)算法收斂較快、耗時(shí)較少，識(shí)別正確率較高，適合于結(jié)構(gòu)狀態(tài)的模式分類(lèi)；但是，對(duì)于同一損傷源，采用不同節(jié)點(diǎn)的信號(hào)分析時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的識(shí)別正確率和各項(xiàng)性能指標(biāo)不同。 針對(duì)單一節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行損傷診斷的不確定性和片面性，研究了基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的結(jié)構(gòu)損傷診斷方法，把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法得到的不同節(jié)點(diǎn)的損傷識(shí)別結(jié)果，通過(guò)D-S證據(jù)理論進(jìn)行決策融

3、合，得到綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。多傳感器數(shù)據(jù)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(cè)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。 為了解決證據(jù)沖突導(dǎo)致融合結(jié)果錯(cuò)誤的問(wèn)題，研究了基于相似性測(cè)度的D-S證據(jù)理論改進(jìn)算法，并對(duì)本文的數(shù)據(jù)融合方法進(jìn)行了改進(jìn)。在工程振動(dòng)信號(hào)的實(shí)驗(yàn)中，克服了傳統(tǒng)方法中“一票否決”的問(wèn)題和不同傳感器的診斷結(jié)果相差較大時(shí)，綜合診斷結(jié)果偏差較大的問(wèn)題，從而證明了改進(jìn)后的診斷方法的可行