检索结果-内蒙古大学图书馆

华南理工大学学报（自然科学版） 2021年第8期49卷 85-94页

作者：杨纪鹏夏烨孙利民同济大学桥梁工程系上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

针对地震作用下结构参数识别及未知输入反演问题,本研究提出一种仅观测部分自由度绝对加速度响应识别结构参数及反演未知输入的方法。首先,该方法基于变换空间法和最小二乘法,直接识别一层以上的结构阻尼和刚度参数;然后,利用识别得到... 详细信息

针对地震作用下结构参数识别及未知输入反演问题,本研究提出一种仅观测部分自由度绝对加速度响应识别结构参数及反演未知输入的方法。首先,该方法基于变换空间法和最小二乘法,直接识别一层以上的结构阻尼和刚度参数;然后,利用识别得到的模态信息,求解一层刚度参数;最后,将动力方程转变到变换空间内,建立相邻采样时刻地震动输入的相关关系模型,提出一种简化的地震动输入反演算法。两层钢筋混凝土框架大尺度模型振动台试验及数值模拟结果表明:所提出的地震动输入反演方法对线性系统具有较高的精度及鲁棒性;对于非线性系统,反演得到的地震动输入时程能够较好地反映地震波低频特性,可进而用于区域结构及建筑群的抗震性能演绎分析。

关键词：结构参数识别地震动输入反演频谱特性变换空间法最小二乘法

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基于自适应EKF结构参数识别与鲁棒性分析

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振动．测试与诊断 2024年第6期44卷 1082-1089,1244页

作者：万华平马强欧一鸿张文杰周家伟陈伟刚浙江大学建筑工程学院杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心杭州310028 浙江大学建筑设计研究院有限公司杭州310028 浙江东南网架股份有限公司杭州311209

扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,简称EKF)方法常用于结构参数识别,但存在对滤波参数敏感等局限性,需大量试错来寻找最优噪声方差参数。针对此问题,推导了基于残差的协方差匹配公式。首先,通过滑动窗口法或遗忘因子法自适应更新... 详细信息

扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,简称EKF)方法常用于结构参数识别,但存在对滤波参数敏感等局限性,需大量试错来寻找最优噪声方差参数。针对此问题,推导了基于残差的协方差匹配公式。首先,通过滑动窗口法或遗忘因子法自适应更新匹配测量噪声方差,实现了基于EKF的自适应识别结构参数;其次,以一个3层Duffing型非线性剪切框架为例来验证方法的有效性,并进行了参数鲁棒性分析。结果表明:滑动窗口法和遗忘因子法均能很好地估计测量噪声方差,识别效果和收敛速度接近;与非自适应EKF方法相比,自适应EKF方法对噪声方差的初始取值不敏感,具有很强的鲁棒性。

关键词：结构参数识别鲁棒性自适应扩展卡尔曼滤波滑动窗口法遗忘因子法

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基于ARMA时序模型的结构参数识别集员算法

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北京航空航天大学学报 2007年第11期33卷 1345-1348页

作者：王晓军邱志平武哲北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083

研究在时域内利用含噪声观测数据识别结构参数问题.建立了与结构振动微分方程等价的自回归滑动平均(ARMA, Autoregressive Moving-Average)时序模型,将结构参数识别问题转换为ARMA模型参数辨识问题.在不确定但有界(UBB, Unknown-But-Bou... 详细信息

研究在时域内利用含噪声观测数据识别结构参数问题.建立了与结构振动微分方程等价的自回归滑动平均(ARMA, Autoregressive Moving-Average)时序模型,将结构参数识别问题转换为ARMA模型参数辨识问题.在不确定但有界(UBB, Unknown-But-Bounded)噪声假设下,基于线性时不变系统参数集员辨识的区间算法,寻求与观测数据和噪声相容的参数的最小超长方体(或区间向量),进而得到结构参数的估计值.通过数值算例,将本文算法与最小二乘算法进行了比较,显示了其可行性和有效性.

关键词：结构参数识别集员辨识自回归滑动平均模型区间数学不确定但有界

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非比例阻尼结构参数识别算法的研究

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振动与冲击 2005年第3期24卷 1-3,18,i001页

作者：王建有陈键云林皋大连理工大学海岸与近海工程国家重点试验室大连116023

在地下结构的地震响应中,无限地基的辐射阻尼起着重要的影响,然而其阻尼形式同结构的比例阻尼假定不同。同样,对于施加隔振、减震措施的建筑结构,其系统阻尼也不再满足比例阻尼假定,在结构参数识别中将阻尼阵假定为与刚度阵形式相似的... 详细信息

在地下结构的地震响应中,无限地基的辐射阻尼起着重要的影响,然而其阻尼形式同结构的比例阻尼假定不同。同样,对于施加隔振、减震措施的建筑结构,其系统阻尼也不再满足比例阻尼假定,在结构参数识别中将阻尼阵假定为与刚度阵形式相似的方法不能反映实际结构参数。从研究结构的阻尼模型发发,引入了节点堆积阻尼,这样形成的阻尼与刚度、质量既有一定的联系,又有一定的独立性。以剪切型结构为例对此做了详细说明,结果表明,引入堆积阻尼后,进行参数识别的结构动力学方程是一个非线性识别问题,在此基础上提出了基于最小二乘平均的非线性迭代识别算法。

关键词：识别算法非比例阻尼结构动力学方程结构参数识别剪切型结构非线性迭代地震响应地下结构辐射阻尼无限地基建筑结构减震措施系统阻尼阻尼模型识别问题最小二乘刚度阵阻尼阵独立性堆积节点基础

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基于绝对加速度观测量的地震动时程及结构参数识别研究

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地震工程与工程振动 2024年第5期44卷 118-124页

作者：贺佳李静贤张肖雄湖南大学土木工程学院湖南长沙410000 风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410000

针对未知地震作用下框架结构的参数识别问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)的地震动时程反演与结构参数识别方法。首先,将首层底板的层间边界力视作未知外激力,利用未知激力下的EKF算法识别此未知激励以及... 详细信息

针对未知地震作用下框架结构的参数识别问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)的地震动时程反演与结构参数识别方法。首先,将首层底板的层间边界力视作未知外激力,利用未知激力下的EKF算法识别此未知激励以及其余层的剪切刚度;其次,采用傅里叶变换,从绝对加速度时程中获取结构基频,进而根据特征方程识别首层刚度系数;最后,基于识别的结构参数,进一步修正未知边界力,并结合Newmark-β法反演地震加速度时程。文中通过5层框架模型数值算例和振动台试验验证了本文算法的有效性。

关键词：地震动时程反演结构参数识别扩展卡尔曼滤波绝对加速度观测量

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用神经网络和优化方法进行结构参数识别

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计算力学学报 2001年第2期18卷 235-238页

作者：周仙通王柏生倪一清浙江大学土木系浙江杭州310027 香港理工大学土木与结构系

本文分别采用优化方法和神经网络方法 ,对工程中经常碰到的结构参数识别问题进行了研究。论文对一个二层试验框架和香港青马大桥马湾塔的实测资料进行了分析 ,结果表明 :该两种方法对于解决实际工程结构的参数识别问题都是可行的 ,精度... 详细信息

本文分别采用优化方法和神经网络方法 ,对工程中经常碰到的结构参数识别问题进行了研究。论文对一个二层试验框架和香港青马大桥马湾塔的实测资料进行了分析 ,结果表明 :该两种方法对于解决实际工程结构的参数识别问题都是可行的 ,精度可以满足工程要求 ;并对这两种方法作了对比。

关键词：优化方法神经网络结构参数识别

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基于长标距应变的结构参数识别

基于长标距应变的结构参数识别

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作者：朱学武东南大学

学位级别：硕士

结构健康监测在保障结构安全运营、实现结构承载能力评估和长期性能预测等方面具有重大的作用,而基于监测数据的结构参数识别是结构健康监测系统的重要一环。本文主要研究了基于长标距应变数据的结构参数识别方法,论文的主要研究内容及... 详细信息

结构健康监测在保障结构安全运营、实现结构承载能力评估和长期性能预测等方面具有重大的作用,而基于监测数据的结构参数识别是结构健康监测系统的重要一环。本文主要研究了基于长标距应变数据的结构参数识别方法,论文的主要研究内容及创新点如下：(1)介绍了一种新型的长标距应变传感技术的基本原理。介绍了长标距FBG传感器在结构区域分布传感中的重要作用,以及传感器的工作原理和设计安装方法。(2)全面总结了基于长标距应变进行结构各种参数识别的方法。基于梁的变形理论和共轭梁法的原理,介绍了基于长标距应变计算梁变形的方法。在传统位移模态理论和点式应变模态理论的基础上,推导了长标距应变模态理论的一系列公式,根据长标距应变频响函数的特征可以识别结构的各种基本模态参数如频率、阻尼、振型及结构深层次的柔度信息。(3)提出了一种基于长标距应变的损伤识别方法。其主要过程是：利用主成分分析方法,提取损伤前后结构在冲击振动作用下长标距应变响应数据和加速度响应数据的主成分欧式范数并定义损伤指标,通过一个实桥有限元模型分析验证了基于长标距应变的损伤指标相对于加速度指标的有效性。(4)提出了基于长标距应变的拉索索力识别方法。总结了两种拉索线性振动理论,并分别推导了两种振动理论下的索力计算公式。总结了目前工程中常见的索力测试方法,并对其中应用最广泛的振动频率法及其影响因素做了详细介绍。针对目前FBG传感器在拉索索力识别方面的应用现状,提出了利用长标距FBG传感器进行两种思路的拉索索力识别的方法,分析了其相对于传统基于加速度的索力测试方法的优点。以两种不同材料的拉索为实验对象进行了冲击振动试验,验证了基于长标距应变进行两种思路的拉索索力识别方法的有效性。(5)提出了基于长标距应变的拉索柔度识别理论和损伤识别方法。针对目前拉索模态参数识别研究领域的不足,提出了将拉索模拟为轴向受拉梁情况下的拉索柔度概念,推导了利用输入力已知下的子空间方法进行拉索应变柔度识别的详细过程。分别通过江阴大桥吊索有限元模型分析和实验室拉索振动试验验证了所提出的柔度识别方法的有效性。针对目前拉索损伤识别领域存在的问题,提出了利用应变柔度进行拉索损伤识别的方法,并给出了两种基于应变柔度的损伤指标,通过江阴大桥吊索有限元模型分析验证所提出损伤识别方法的有效性。

关键词：长标距应变结构参数识别冲击振动拉索索力子空间方法拉索应变柔度损伤识别

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基于EMD方法的某火炮结构参数识别研究

基于EMD方法的某火炮结构参数识别研究

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作者：王永刚南京理工大学

学位级别：硕士

火炮结构参数的识别对火炮的结构设计而言有着重要的意义。火炮在设计时,当结构尺寸、材料等参数确定后,其力学特性基本确定,但受加工、装配的影响,需通过试验数据分析识别火炮结构参数,检验产品是否与设计一致,并可根据两者的差异修正... 详细信息

火炮结构参数的识别对火炮的结构设计而言有着重要的意义。火炮在设计时,当结构尺寸、材料等参数确定后,其力学特性基本确定,但受加工、装配的影响,需通过试验数据分析识别火炮结构参数,检验产品是否与设计一致,并可根据两者的差异修正设计结果。本文应用经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)方法对火炮结构参数识别开展数值仿真和试验验证研究。首先,建立某型号车载炮身管的有限元模型,基于仿真得到的单元节点加速度响应和EMD方法,识别得到身管在自由状态和约束状态下各阶的频率、阻尼比以及质量、刚度和阻尼矩阵,并与有限元值进行对比;其次,建立该车载炮座圈的有限元模型,基于仿真得到的座圈滚柱加速度响应和EMD方法,识别上座圈与滚柱的接触刚度,并与仿真值进行对比;身管和座圈仿真研究结果表明,EMD方法识别得到的结构参数与仿真结果符合的良好,证明了 EMD方法在火炮结构参数识别中的可行性和有效性。最后,以该车载炮身管和座圈为试验对象,通过锤击法开展模态试验,基于实测身管和座圈测试节点的加速响应信号与EMD方法,识别得到了身管在不同状态下和座圈的各阶频率、阻尼比等参数,并与商用软件的测试结果进行对比。试验结果表明EMD方法识别的结果与实测结果一致,进一步验证了 EMD方法在火炮结构参数识别中的有效性和准确性。

关键词：火炮结构参数识别 EMD 身管座圈

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基于地震观测记录的多自由度结构参数识别方法及应用

基于地震观测记录的多自由度结构参数识别方法及应用

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作者：曹会兰中国地震局工程力学研究所

学位级别：硕士

结构参数识别是结构抗震安全性能鉴定和健康诊断的基础,利用地震观测记录来识别结构模态参数,是地震工程领域备受关注的研究课题之一。本文基于结构理论地震反应时程和实际观测记录,对多自由度结构模态识别方法及其应用进行了探讨,主要... 详细信息

结构参数识别是结构抗震安全性能鉴定和健康诊断的基础,利用地震观测记录来识别结构模态参数,是地震工程领域备受关注的研究课题之一。本文基于结构理论地震反应时程和实际观测记录,对多自由度结构模态识别方法及其应用进行了探讨,主要研究内容如下: 1.总结了当前国内外结构参数识别方法的研究成果,介绍了一维、多维和整体外源自回归模型(ARX模型)以及相应的结构参数识别理论。 2.对激励线性分段插值法和平均加速度法两种地震反应分析方法进行了对比分析,应用激励线性分段插值振型叠加法计算了三层平面框架结构在El Centro地震波输入下的理论反应时程。 3.利用三层平面框架结构的理论地震反应时程,对一维ARX模型、多维ARX模型和整体ARX模型三种模态参数识别方法进行了对比分析。结果表明:1)在直接以输入地震波和理论地震反应时程为识别数据时,三种方法具有相同的识别效果且精度很高。2)在以添加噪声后的输入地震波和理论地震反应时程为识别数据时,一维ARX模型在不同测点会识别出不同的结果,阻尼比的出入有时会很大;当某测点输出噪声较大或模态耦合严重时,一维和多维ARX的识别精度往往会受到较大影响,甚至会得出错误的结果,而整体ARX模型的识别结果较为稳定且精度较高。3)识别参数精度与识别数据中的噪声水平有密切关系,噪声越大识别精度就越差,模型的符合度也越低;噪声对高阶模态的识别影响比低价模态大,对阻尼比的识别影响比频率大。 4.基于5个建筑物的多点地震观测记录,应用一维ARX模型、多维ARX模型和整体ARX模型,识别了相应的结构模态参数。结果表明:1)整体ARX模型识别结构参数要比多维ARX稳定,多维ARX模型在阶数较低时有时候会丢失模态、在阶数较高时又常会产生虚假模态,同时在某一测点的实测值出现异常时多维ARX很可能会偏离正确结果;而整体ARX模型基本上能有效地识别出相对精确的结果。2)整体ARX模型的识别结果多处于一维ARX模型的识别结果中间,而多维ARX的识别结果常处于一维ARX模型的识别结果两侧。 5.对滞回曲线结构参数识别理论进行了讨论,并应用到上述三层平面框架结构的参数识别。通过对比分析发现:1)滞回曲线识别结构参数法能高精度地识别出结构的刚度和阻尼比,且刚度的识别精度比阻尼比高。2)对原始数据进行滤波处理后,刚度和阻尼比的识别精度会有所提高。最后,论文对研究工作进行了总结,对今后研究进行了展望。

关键词：结构参数识别 ARX模型滞回曲线结构参数识别方法理论地震反应时程结构地震动观测记录

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振动台试验模型结构参数识别方法研究

振动台试验模型结构参数识别方法研究

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作者：张抗中国地震局工程力学研究所

学位级别：硕士

结构模态参数识别是结构动力特性研究、结构损伤诊断和结构安全性评估等方面研究工作的基础和前提,其在机械工程、航空工程和土木工程等领域受到了广泛的关注和研究。在地震工程学领域,通过结构在实际地震中测得的响应数据来准确的识别... 详细信息

结构模态参数识别是结构动力特性研究、结构损伤诊断和结构安全性评估等方面研究工作的基础和前提,其在机械工程、航空工程和土木工程等领域受到了广泛的关注和研究。在地震工程学领域,通过结构在实际地震中测得的响应数据来准确的识别出结构参数成为热门的研究课题,众多的模态参数识别方法及其改进算法被提出和应用。本文通过数值模拟和振动台试验地震响应记录,对多种模态参数识别方法进行了比较分析,主要研究工作和结论如下:1、对国内外结构模态参数识别方法的发展和现状进行了探讨,针对本文中用到的模态参数方法,详细介绍了其理论基础,包括物理坐标和模态坐标的相互转换、频响函数和脉冲响应函数的概念、相关函数及其应用等。2、通过一个三层平面框架模型算例,验证了自然环境激励法这一时域信号预处理方法的可行性,该方法利用结构在白噪声激励下响应的互相关函数来替代结构的自由衰减信号,并指出在相关函数计算的过程中,需要一定的原始输入数据长度来降低白噪声随机性的影响,其次要设置合理的自由衰减信号长度以降低信噪比的影响。3、重点研究了ITD、STD、ARX这三种模态参数识别方法,并应用于数值模拟结构的模态参数识别。通过数值模拟算例结果分析得出:1)三种方法在以结构地震响应为输入数据时,能准确的识别出结构频率,STD法相对于ITD法的识别精度更高,且计算速度更快;2)STD法和ITD法方法都受白噪声平稳随机性的影响,需要足够的信号长度来降低误差,ARX方法直接利用结构响应和输入数据,稳定性更高。4、以一个3层RC框架结构模型的振动台试验为研究对象,采用STD法和ARX法分别对不同工况后的试验结构模型进行了参数识别,并与试验现象进行了对比分析。结果表明:1)当结构处于完好或轻微破坏时,这两种方法对频率的识别结果比较接近,进一步说明了这两种方法及计算程序的可靠性;2)随着结构破坏的加深,结构各阶频率逐渐下降,各阶阻尼比增加,此时两种方法在阶数较低时会丢失真实模态,在阶数较高时又会产生虚假模态,阻尼比识别效果变差,方法的准确性有待改进。

关键词：结构参数识别模态坐标相关函数 ARX模型振动台试验

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