橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器自診斷方法研究.pdf

1、我國(guó)橋梁工程結(jié)構(gòu)已逐漸由大規(guī)模建設(shè)進(jìn)入養(yǎng)護(hù)維修階段，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將為橋梁養(yǎng)護(hù)維修提供重要的數(shù)據(jù)支撐。由于大型橋梁的使用壽命高達(dá)上百年，而傳感器的使用壽命僅為數(shù)年或十幾年，加之受環(huán)境侵蝕、雷擊等災(zāi)害的影響，傳感器必然發(fā)生故障而輸出失真數(shù)據(jù)，導(dǎo)致后續(xù)的結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)評(píng)估出現(xiàn)誤報(bào)警和漏報(bào)警，因此，有必要在安全狀態(tài)評(píng)估前對(duì)傳感器故障進(jìn)行識(shí)別。論文基于廣義似然比檢驗(yàn)原理，提出傳感器故障自診斷方法；基于相關(guān)向量機(jī)的分類原理，建立傳感器故障類型判別

2、方法，并將這些方法應(yīng)用于甄別實(shí)橋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感器故障，從而為保證結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自身的正常運(yùn)營(yíng)提供了新的手段。
　　論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　?、倩趶V義似然比檢驗(yàn)原理，提出了傳感器故障自診斷方法，可快速實(shí)現(xiàn)傳感器有無(wú)故障及故障通道的判定。簡(jiǎn)支梁數(shù)值算例表明，不管結(jié)構(gòu)是否發(fā)生損傷，所提方法能正確診斷傳感器故障通道；在結(jié)構(gòu)損傷但傳感器完好、環(huán)境溫度變化過(guò)大及地震動(dòng)輸入下，自診斷方法將判定所有傳感器同時(shí)發(fā)生故障，這與傳感

3、器發(fā)生故障為獨(dú)立事件相悖，故根據(jù)這一特征仍可判定傳感器未發(fā)生故障。
　?、诟鶕?jù)傳感器預(yù)估信號(hào)與實(shí)測(cè)信號(hào)的相關(guān)特性構(gòu)造分類指標(biāo)，基于相關(guān)向量機(jī)理論和二叉樹(shù)法，提出了傳感器故障類型的辨識(shí)方法。簡(jiǎn)支梁數(shù)值算例表明，采用4個(gè)相關(guān)向量分類機(jī)可成功實(shí)現(xiàn)加速度傳感器常見(jiàn)的5類故障類型區(qū)分。
　?、鄄捎媚尺B續(xù)剛構(gòu)橋數(shù)值算例對(duì)傳感器故障自診斷方法和傳感器故障類型的辨識(shí)方法進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明廣義似然比檢驗(yàn)方法能正確識(shí)別單個(gè)或2個(gè)傳感器不同類別的