导读:本文包含了结构参数识别论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:未知外激励,线性和非线性参数识别,扩展卡尔曼滤波,投影矩阵
结构参数识别论文文献综述
张肖雄,贺佳[1]（2019）在《基于扩展卡尔曼滤波的结构参数和荷载识别研究》一文中研究指出经典的扩展卡尔曼滤波(Extend Kalman Filter,EKF)方法可有效识别结构参数,但却需要已知外部激励,然而,在工程实际中,有些外激励往往难以实时获取。为此,该文提出了一种基于EKF的未知激励下的结构参数和荷载识别方法。通过在观测方程中引入投影矩阵,实现了结构参数的识别,同时,利用最小二乘估计实时识别了未知的外激励。为了验证该方法的有效性和鲁棒性,文中采用了叁个数值算例:四层的Benchmark模型、分段线性系统和非线性Duffing系统。数值分析的结果表明,该方法不仅能够准确识别线性和非线性结构的参数,还能有效识别作用于这些结构的外激励。(本文来源于《工程力学》期刊2019年04期）
祁武超,侯凌丰,田素梅[2]（2018）在《基于模态数据的不确定性结构参数识别》一文中研究指出提出一种在不确定性环境下识别结构物理参数的方法,这种方法以试验模态参数识别得到的模态数据为基础。结构的不确定性使用区间参数描述,反映所使用材料属性的分散性和既有结构材料的老化过程。将特征值函数在材料属性名义值点进行Taylor展开,得到结构模态参数与材料属性参数的区间代数方程组,基于线性规划理论可实现材料属性参数的反演,其中所使用到的特征值函数的导数使用差分方法获得。数值算例结果表明,在已知材料名义值的情况下,基于模态参数数据可以有效反演结构参数,且在一定材料分散性范围内具有足够的精度。(本文来源于《沈阳航空航天大学学报》期刊2018年05期）
郭丽娜[3]（2018）在《基于UKF的非线性结构参数与荷载识别方法》一文中研究指出工程结构在地震等灾害作用下常呈现一定的非线性特性,其参数识别对灾后结构应急评估与安全评价具有重要意义。遭遇地震作用时,非线性结构外荷载环境复杂,难以获得完备的结构荷载信息。非线性结构的地震反应由外部作用和结构参数两方面因素决定,单一方面的评估和识别往往难以获得准确结果。因此,发展输入信息不完备条件下适用于非线性结构的参数与荷载识别方法是土木工程领域十分重要且颇具挑战性的课题。本文提出了适用于非线性结构的荷载、参数识别方法,探讨了改善识别效果的手段,结合简化数值模型、有限元模型数值仿真分析及振动台试验进行所提方法的讨论与验证。本文研究内容与结论主要包括以下五个方面:1.研究了基于正交分解的非线性结构外荷载识别方法,提出了确定标准正交基分解阶数的经验公式,并对经验公式的可靠性进行了讨论与验证。通过非线性结构在周期荷载、白噪声、地震以及冲击荷载作用下的数值仿真分析验证了正交分解方法对非线性结构外荷载识别的适用性,并通过迭代、时间窗等方法改善了外荷载的识别效果。2.提出了基于状态量扩展的非线性结构外荷载识别方法,将离散的外荷载时程作为未知量扩展到状态量中,通过非线性估计方法识别外荷载。该方法解决了荷载识别过程中未知量数量众多、计算效率低的问题。在非线性结构外荷载识别过程中,提出了隐性卡尔曼滤波器(UKF)识别过程中的协方差矩阵参数的实用设置方法。本研究通过单自由度和多自由度模型数值仿真分析进行了荷载识别方法的验证。研究结果表明,基于扩展状态量的非线性结构荷载识别方法具有较好的精度,对模型误差和测试噪声具有较好的鲁棒性,相比于基于正交分解的荷载识别方法,扩展状态量的识别方法更适于冲击荷载、白噪声等宽频激励的识别。3.针对非线性结构分别开展了基于正交分解的参数与荷载同步识别方法研究和基于状态量扩展的参数与荷载同步识别方法研究。通过非线性结构数值仿真分析验证了所提方法的正确性,并分别讨论了参数及荷载识别效果对噪声敏感性。研究结果表明,基于直接扩展状态量的同步识别方法计算效率较高,适用基于复杂模型的参数与荷载的同步识别;而基于正交分解的同步识别方法可通过迭代和时间窗改善精度,但状态量中未知数个数较多,计算量大,适用于基于简化结构模型的同步识别。4.在OpenSees-MATLAB反问题联合分析平台中建立了输入信息有限条件下的非线性结构参数、荷载识别方法。该方法可通过OpenSees建立非线性有限元模型并完成结构正问题求解,从而实现结构反应预测;通过MATLAB实现UKF算法完成反问题分析。该成果通过五层非线性混凝土框架模型的数值仿真分析进行了验证。在数值仿真分析中,采用敏感性分析的方法确定了待识别的模型本构参数。识别结果进一步验证了基于正交分解的方法以及基于状态量扩展的方法对非线性结构是适用的,而基于扩展状态量的同步识别方法具有较高的计算效率。5.以叁层隔震框架缩尺模型为研究对象,通过振动台试验研究验证了本文所提的同步识别方法,并进一步验证了隔震结构“小震、中震不坏,大震可修”的抗震设防目标。以试验模型的实测响应作为观测量,选择地震动和对结构反应影响较大的参数作为未知量,通过OpenSees-MATLAB反问题分析平台,实现振动台试验模型结构的参数识别和地震输入识别,验证了基于非线性结构动力反应的参数与荷载同步识别方法的适用性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
王朋朋[4]（2018）在《基于振动响应传递比解析概率模型的结构参数统计识别方法研究》一文中研究指出准确识别结构参数是研究结构灾变机理、健康监测和安全评估的基础和前提。与频响函数反映动力系统输入-输出的关系不同,振动响应传递比函数反映的是系统输出-输出之间的关系。振动响应传递比函数可以有效地避免对系统输入的测量,近年来成为了参数识别领域的重要分析手段。由于不确定性因素的存在使得参数识别结果的鲁棒性受到影响,因此有必要引入概率统计分析手段有效地考虑不确定性的影响。基于这样的考虑,本文充分融合“振动传递比能有效消除荷载影响的特性”及“贝叶斯理论在考虑系统识别多源不确定性方面的优势”,以避免测量系统输入为出发点,以考虑测试噪音和建模误差等多源不确定性的影响为突破口,从理论、数值模拟和试验叁方面,对基于振动响应传递比解析概率模型的结构参数统计识别理论、算法和计算机实现进行研究。本文工作是在国家自然科学基金青年基金“基于振动传递率统计特性的桥梁结构参数识别方法研究”(资助号:51408176)等课题的资助下完成的,主要工作和结论如下:1.采用振动传递比进行结构参数统计识别之前,一个首先需要解决的问题就是推断出振动传递比函数的概率模型,其完整的数学描述一般是指概率密度函数。传递率函数定义为两个不同输出点随机响应的傅立叶变换系数之比值,在概率论中,两个随机变量之商被定义为比例随机变量,由多个比例随机变量构成的向量称为比例随机向量。本文介绍了多元圆对称复高斯比例分布的证明过程,并将其作为振动传递比函数的概率模型,该模型表达式简洁紧凑,便于编程,能够有效地考虑多元相关特性、复变函数特性及比例函数特性,为基于振动响应传递比函数的结构参数统计识别方法提供了理论基础。2.基于振动传递比的解析概率模型,并结合实测的振动传递率数据,论文推导出了待识别结构参数的极大似然函数,该似然函数能够有效地表征理论传递比模型与实测传递比数据之间的统计关系。基于贝叶斯系统识别理论框架,利用结构参数的先验分布和极大似然函数,可以将贝叶斯参数识别问题转化为一个优化问题。本文采用两种方法(即Laplace近似逼近方法和随机采样方法)求解待识别结构参数的最优值和后验概率密度函数。3.在优化贝叶斯参数识别的目标函数时,需要计算一表征模型响应与实测响应之间变异的协方差矩阵,并对其求行列式和逆。研究表明,在结构的固有频率附近,该协方差矩阵是病态的,因此采用数值方法直接计算协方差矩阵的逆和行列式时,微小的误差将被奇异放大,使得求解过程无法收敛。为解决协方差矩阵的病态问题,本文引入了矩阵运算定理解析地推导出了协方差矩阵的行列式和逆,有效地避免了数值求解导致的病态问题。4.在贝叶斯系统识别理论框架下,无论采用Laplace近似逼近方法还是随机采样方法对目标函数进行优化,如果参数的初始值与真实值偏离过大,容易导致运算效率低下,甚至无法收敛。为了加速优化问题收敛的速度,本文采用近似分析理论推导出了目标函数对特征参数的一阶导数解析表达式,并基于极值条件估算出各待识别参数的初始值,加速求解过程的收敛。5.通过数值模拟和简支梁动力测试数据验证了本文所提方法的准确性和有效性。与基于频响函数的参数识别方法进行相比,本文方法在保证参数识别精度的同时,能够避免测量系统的输入。此外,通过改变激励类型、激振位置、采样时长及其频率带宽等因素,考察它们对变异系数的影响,探讨了基于振动响应传递比的结构参数识别的不确定性演化规律。(本文来源于《合肥工业大学》期刊2018-04-01）
尤传雨[5]（2017）在《复杂追踪识别结构参数及损伤》一文中研究指出近年来国家对基础设施的投资规模不断扩大,各种大型复杂结构不断涌现。它们在服役期间,由于外界和自身因素的影响,不可避免地发生损伤。为了及早发现结构损伤,降低对人们生命及财产安全的威胁,一个有效的手段就是在大型结构上安装健康监测系统。作为结构健康监测系统的核心内容,结构参数识别和损伤识别一直是国内外学者的研究焦点,致力于寻找一种大型复杂结构在线监测的损伤诊断方法。本文将复杂追踪算法应用于土木工程结构模态参数和损伤识别中,为结构识别提供新思路,丰富和完善结构健康监测理论。本文主要研究内容及成果如下:(1)阐述了本课题的研究背景及意义,对当前结构模态参数识别和损伤识别的研究方法及存在的问题进行了系统论述,并简单介绍了盲源分离的发展及在结构识别中的应用。(2)简单介绍了复杂追踪的相关数学知识、基本原理、预处理方法,并对目标函数的建立以及梯度优化算法进行了论述。原梯度算法迭代过程使用固定步长和非线性函数,使得算法的自适应性不足。为此,根据峭度及最优步长对原梯度算法的迭代过程进行了改进,形成了适用性更广、分离效果更好的自适应复杂追踪算法。(3)发展出复杂追踪结合希尔伯特变换识别结构模态参数的新方法。对多自由度结构系统动力响应与复杂追踪模型之间的关系进行了探讨,通过复杂追踪算法分离出结构的各阶模态响应及振型,再利用希尔伯特变换解析出结构的模态频率及阻尼比。采用不同的模型验证了该方法准确识别结构模态参数的可靠性。(4)发展出复杂追踪结合集合经验模态分解识别结构损伤的新方法。结构损伤会引起响应信号的突变,通过集合经验模态分解提取包含损伤分量的高频本征模函数,再利用复杂追踪算法,从噪声信号中分离出该损伤分量。根据信号突变点的位置识别损伤发生的时间,再根据混合矩阵识别损伤发生的位置。通过不同的模型,验证了该方法可准确有效地识别结构损伤发生的时刻与位置。(本文来源于《苏州科技大学》期刊2017-06-01）
张抗[6]（2017）在《振动台试验模型结构参数识别方法研究》一文中研究指出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、通过一个叁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这叁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)叁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。(本文来源于《中国地震局工程力学研究所》期刊2017-05-01）
崔宏敏,陈宝成,丁钟凯,刘宝伟,李慧敏[7]（2016）在《压力传感器结构参数识别及优化方法》一文中研究指出某型号压阻式绝压传感器与复杂的环境载荷发生谐振,经常出现内引线疲劳断裂的失效现象,通过改变传感器结构参数可以提高其固有频率,有效避免该失效模式。应用FEMtools参数识别优化软件,寻找对传感器固有频率影响最显着的3个敏感结构参数;因国内外试验设备的限制,运用可靠性虚拟试验技术进行二次回归正交旋转中心组合试验,得到3个敏感结构参数和传感器使用寿命之间的回归方程;根据回归方程得到使传感器使用寿命达到要求的参数优化组合区间;区间内随机选取试验点,重新设计传感器,并进行现有实验设备极限条件下的室内验证实验。试验结果表明,得到的3个敏感结构参数可以有效提高传感器的动力学性能及其可靠性,为后续上机试验进行铺垫并积累数据。(本文来源于《仪器仪表学报》期刊2016年12期）
王永刚[8]（2016）在《基于EMD方法的某火炮结构参数识别研究》一文中研究指出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。(本文来源于《南京理工大学》期刊2016-12-01）
赵丽洁,杜永峰,李万润,张浩[9]（2016）在《基于小波多分辨率分析的时变结构参数识别研究》一文中研究指出提出一种小波多分辨率分析的最优尺度选择方法,并将其应用于结构时变物理参数的识别。首先,从函数空间剖分的角度引入WMRA对时变参数进行多分辨率近似展开,将振动微分方程转化成多元线性回归方程,根据时变参数的频率范围及采样频率、线性方程组的个数等确定分解层数取值范围;其次,利用赤池信息准则(AIC)寻求最优分解尺度,为增强数据的稳定性,采用正交最小二乘算法(OLS)代替传统最小二乘算法(LS)对模型中小波系数进行估计并重构时变参数;最后,分别以突变和连续变化的两种时变参数的5层剪切框架模型进行数值模拟。分析结果表明:在预先确立的分解尺度范围内,采用无噪声干扰的响应信号进行识别时,识别精度随着分解尺度的增加而增加;采用噪声干扰的测量信号进行识别时,识别精度与分解尺度的增加无必然联系;通过选择适当的分解尺度,能够准确识别时变参数、提高方法的计算效率并保证很好的抗噪性能。(本文来源于《工程力学》期刊2016年09期）
朱学武[10]（2016）在《基于长标距应变的结构参数识别》一文中研究指出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。(本文来源于《东南大学》期刊2016-06-03）
结构参数识别论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
提出一种在不确定性环境下识别结构物理参数的方法,这种方法以试验模态参数识别得到的模态数据为基础。结构的不确定性使用区间参数描述,反映所使用材料属性的分散性和既有结构材料的老化过程。将特征值函数在材料属性名义值点进行Taylor展开,得到结构模态参数与材料属性参数的区间代数方程组,基于线性规划理论可实现材料属性参数的反演,其中所使用到的特征值函数的导数使用差分方法获得。数值算例结果表明,在已知材料名义值的情况下,基于模态参数数据可以有效反演结构参数,且在一定材料分散性范围内具有足够的精度。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
结构参数识别论文参考文献
[1].张肖雄,贺佳.基于扩展卡尔曼滤波的结构参数和荷载识别研究[J].工程力学.2019
[2].祁武超,侯凌丰,田素梅.基于模态数据的不确定性结构参数识别[J].沈阳航空航天大学学报.2018
[3].郭丽娜.基于UKF的非线性结构参数与荷载识别方法[D].哈尔滨工业大学.2018
[4].王朋朋.基于振动响应传递比解析概率模型的结构参数统计识别方法研究[D].合肥工业大学.2018
[5].尤传雨.复杂追踪识别结构参数及损伤[D].苏州科技大学.2017
[6].张抗.振动台试验模型结构参数识别方法研究[D].中国地震局工程力学研究所.2017
[7].崔宏敏,陈宝成,丁钟凯,刘宝伟,李慧敏.压力传感器结构参数识别及优化方法[J].仪器仪表学报.2016
[8].王永刚.基于EMD方法的某火炮结构参数识别研究[D].南京理工大学.2016
[9].赵丽洁,杜永峰,李万润,张浩.基于小波多分辨率分析的时变结构参数识别研究[J].工程力学.2016
[10].朱学武.基于长标距应变的结构参数识别[D].东南大学.2016
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