基于測點(diǎn)關(guān)聯(lián)分析的結(jié)構(gòu)監(jiān)測方法研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測作為結(jié)構(gòu)安全評定的一個重要手段，在各類大型復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用越來越廣泛?？紤]到建筑結(jié)構(gòu)在外部荷載作用時，不同測點(diǎn)處的結(jié)構(gòu)響應(yīng)存在著相互關(guān)聯(lián)，充分認(rèn)識和利用測點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性規(guī)律，以對健康監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)挖掘及數(shù)據(jù)融合，為結(jié)構(gòu)安全評定提供更全面及可靠的監(jiān)測信息。本文依據(jù)測點(diǎn)響應(yīng)信息之間的關(guān)聯(lián)性分析，對傳感器優(yōu)化布置及故障診斷進(jìn)行了相關(guān)的研究。
　　為降低測點(diǎn)之間的冗余性，使不同位置處的監(jiān)測信息盡可能保持獨(dú)立，讓有限測

2、點(diǎn)發(fā)揮最大作用，為結(jié)構(gòu)安全評定提供全面信息，本文研究了基于關(guān)聯(lián)度的傳感器優(yōu)化布置方法。根據(jù)有限元分析結(jié)果及關(guān)聯(lián)度計(jì)算公式計(jì)算所選待定測點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)度，建立關(guān)聯(lián)度矩陣；對關(guān)聯(lián)度矩陣進(jìn)行二元處理，設(shè)定關(guān)聯(lián)度閾值，以得到等價關(guān)聯(lián)度矩陣；采用鍵能算法對等價關(guān)聯(lián)度矩陣進(jìn)行矩陣變換，以達(dá)到對待定測點(diǎn)進(jìn)行分組的目的；根據(jù)兩兩之間平均關(guān)聯(lián)度最小的傳感器優(yōu)化布置原則，確定傳感器數(shù)量及位置分布；采用衡量冗余度的相關(guān)信息熵對傳感器優(yōu)化布置結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，以驗(yàn)證

3、方法的有效性。
　　準(zhǔn)確的測量信息才能有效地反映結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，為保證結(jié)構(gòu)安全評定的可靠性，本文研究了基于關(guān)聯(lián)度的傳感器故障診斷方法。選取歷史正常監(jiān)測數(shù)據(jù)作為故障診斷前的參考數(shù)據(jù)，計(jì)算測點(diǎn)的關(guān)聯(lián)度矩陣，采用二元變換及鍵能算法對測點(diǎn)進(jìn)行分組，獲得測點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性信息數(shù)據(jù)庫；選取適當(dāng)長度的滑動時間窗，利用參考數(shù)據(jù)計(jì)算測點(diǎn)之間隨滑動時間步變化的關(guān)聯(lián)度向量，進(jìn)而求得偏離平均關(guān)聯(lián)度的偏離率向量，以確定所研究測點(diǎn)任意兩點(diǎn)間的偏離率限值；以關(guān)聯(lián)度偏