基于自回歸模型和主成分分析的結(jié)構(gòu)損傷識別方法研究.pdf

1、土木工程結(jié)構(gòu)在其服役期內(nèi),難免會受到自然環(huán)境的侵蝕和人為因素的侵害,這些因素會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的性能退化或者損傷。如果不能及時發(fā)現(xiàn)和修復(fù)這些結(jié)構(gòu)隱患,可能會導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。因此,結(jié)構(gòu)損傷識別發(fā)展成為一個具有重要理論意義和應(yīng)用前景的領(lǐng)域。本文利用時間序列分析的自回歸模型,結(jié)合主成分分析對結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷識別研究,重點(diǎn)研究去除環(huán)境因素影響的損傷識別方法。主要內(nèi)容包括以下幾點(diǎn):
　　綜述了環(huán)境因素對結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響以及基于結(jié)構(gòu)振動響

2、應(yīng)的損傷識別理論和方法。介紹了自回歸模型的基本理論,比較了定階準(zhǔn)則和參數(shù)估計(jì)方法的精度,確定了BIC準(zhǔn)則結(jié)合遞推最小二乘估計(jì)法能在保證精度的前提達(dá)到快速計(jì)算,適合用于在線監(jiān)測。
　　采用基于自回歸模型的損傷識別方法:基于自回歸系數(shù)的歐式距離判別法和基于模型殘差的Itakura距離判別法,通過桁架模型試驗(yàn),驗(yàn)證了兩種方法的有效性,指出了這兩種方法易受環(huán)境因素干擾。
　　提出基于自回歸模型與主成分分析的結(jié)構(gòu)損傷識別方法。對結(jié)構(gòu)加

3、速度數(shù)據(jù)建立自回歸模型,利用主成分分析提取并消除環(huán)境分量,利用重構(gòu)的自回歸模型系數(shù)向量構(gòu)造損傷指標(biāo)進(jìn)行損傷識別。通過桁架模型試驗(yàn),驗(yàn)證該方法能識別出結(jié)構(gòu)的小損傷,且不受環(huán)境因素干擾。
　　提出了自回歸模型與核主成分分析相結(jié)合的損傷識別方法。利用核主成分分析提取作為參考樣本的自回歸系數(shù)向量的特征,以特征空間為索引,尋找與待檢自回歸模型系數(shù)向量具有相同特征的樣本向量,通過比較兩個向量的相似性來識別損傷。試驗(yàn)研究表明,該方法同樣能消除環(huán)