一種考慮溫度影響的土木工程結構損傷預警方法
【專利摘要】本發明涉及土木工程結構損傷識別領域，特別涉及一種考慮溫度影響的土木工程結構損傷預警方法，利用時間序列分析中的AR模型和多元統計分析中的主成分分析并結合標準差控制圖進行結構的損傷預警研究。首先利用AR模型對結構損傷前后的加速度響應數據進行擬合，并提取模型系數，其次利用主成分分析去除溫度對AR模型系數的影響，最后利用標準差控制圖進行損傷預警。本發明理論嚴謹，方法新穎，方案合理，可操作性強。該方法的優點是直接利用加速度響應，不需要有限元模型和模態參數，屬于數據驅動的方法，適于進行實時的結構健康監測，同時該方法在溫度變化的條件下，具有的抗噪聲能力，成功地進行了損傷預警。
【專利說明】一種考慮溫度影響的土木工程結構損傷預警方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及土木工程結構損傷識別領域，特別涉及一種考慮溫度影響的土木工程結構損傷預警方法。
【背景技術】
[0002]結構損傷會引起動力響應特征參數的變化，而溫度的改變同樣也會導致動力響應特征參數發生變化，有時甚至會淹沒損傷引起的動力響應特征參數的變化，從而導致基于振動的結構損傷識別方法失效。
[0003]吳森等，基于AR模型和主成分分析的損傷識別方法，振動、測試與診斷，2012.10, 32 (5),847-845.提出了一種基于結構加速度時間序列的損傷識別方法。首先提取結構損傷前后的AR模型系數，構成多個原始數據矩陣；其次，對多個原始數據矩陣分別進行主成分分析得到前兩階主成分，并建立相應的橢圓控制圖，以前兩階主成分在控制橢圓中的分布情況來判別結構是否存在損傷，但是，該方法未考慮溫度對土木工程結構損傷預警的影響。

【發明內容】

[0004]本發明針對現有技術中的不足，提供一種考慮溫度影響的土木工程結構損傷預警方法。
[0005]為消除溫度的影響，本專利利用時間序列分析中的AR模型和多元統計分析中的主成分分析并結合標準差控制圖進行結構的損傷預警研究。首先利用AR模型對結構損傷前后的加速度響應數據進行擬合，并提取模型系數，其次利用主成分分析去除溫度對AR模型系數的影響，最后利用標準差控制圖進行損傷預警。四層框架數值模擬結果表明，在溫度變化的條件下，該方法成功地進行了損傷預警。
[0006]本發明采取的技術方案是:
[0007]—種考慮溫度影響的土木工程結構損傷預警方法，具體步驟如下:
[0008](I)觀測值{Xt(t=l，2，…，p)}為一平穩的、零均值的隨機過程，若Xt的取值與前
P步的各個取值XtfXtf -Xt-P有關，則可以用差分方程來表示它們的內在聯系:
[0009]
【權利要求】
1.一種考慮溫度影響的土木工程結構損傷預警方法，具體步驟如下: (1)建立AR模型:
【文檔編號】G06F19/00GK103646177SQ201310690423
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月16日 優先權日:2013年12月16日
【發明者】刁延松, 任紅, 陳家寶, 曹亞東, 孫玉婷, 華盼盼, 徐東鋒 申請人:青島理工大學