本文關(guān)鍵詞：基于現(xiàn)代智能算法的土木工程結(jié)構(gòu)傳感器優(yōu)化布置研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著國家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,土木工程結(jié)構(gòu)日益增多,土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測成為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)之一。通過配置合理的傳感器來準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)地獲取結(jié)構(gòu)的健康信息,是實(shí)現(xiàn)土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的前提條件,是進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測和評估的重要內(nèi)容。傳統(tǒng)的優(yōu)化方法雖已運(yùn)用到傳感器優(yōu)化布置中,但均有自身的局限性�，F(xiàn)代智能算法作為隨機(jī)類整體性啟發(fā)式算法,表現(xiàn)出巨大的優(yōu)越性,已被廣泛應(yīng)用在傳感器優(yōu)化布置領(lǐng)域,并且取得了良好的監(jiān)測效果。本文基于現(xiàn)代智能算法利用模態(tài)置信度準(zhǔn)則進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)傳感器優(yōu)化布置問題研究,實(shí)現(xiàn)利用較少的傳感器獲取較多的結(jié)構(gòu)健康數(shù)據(jù)從而完成監(jiān)測的目的。主要研究內(nèi)容如下:(1)對遺傳算法和模擬退火算法進(jìn)行了必要的理論闡述,為后續(xù)傳感器優(yōu)化布置問題研究做準(zhǔn)備。(2)利用ANSYS軟件進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)有限元建模,進(jìn)行模態(tài)分析,獲取低階振型,提取質(zhì)量矩陣和剛度矩陣。(3)對三種不同的結(jié)構(gòu)形式即高層剪力墻結(jié)構(gòu)、鋼桁架橋、多層框架結(jié)構(gòu),分別基于遺傳算法、模擬退火算法和模擬退火遺傳算法進(jìn)行傳感器的優(yōu)化布置研究,優(yōu)化的目標(biāo)包括測點(diǎn)的數(shù)量和位置的選擇。研究結(jié)果表明,上述三種方法對于三種不同的土木工程結(jié)構(gòu)均可以實(shí)現(xiàn)傳感器優(yōu)化布置,且每種方法針對不同結(jié)構(gòu)均提供了一套切實(shí)可行的優(yōu)化方案。(4)通過對三種方法對比分析,得出遺傳算法關(guān)于測點(diǎn)數(shù)目的優(yōu)化結(jié)果具有明顯優(yōu)越性,而模擬退火算法和GA-SA算法的運(yùn)行時(shí)間成本更低的結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】：傳感器優(yōu)化布置 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測 遺傳算法 模擬退火算法 模擬退火遺傳算法
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU317
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 選題背景及研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 本文主要內(nèi)容13-14
• 2 現(xiàn)代智能算法14-28
• 2.1 遺傳算法14-22
• 2.1.1 遺傳算法的起源與發(fā)展14-15
• 2.1.2 遺傳算法的理論基礎(chǔ)15-22
• 2.2 模擬退火算法22-28
• 2.2.1 模擬退火算法的起源與發(fā)展22-23
• 2.2.2 模擬退火算法的理論基礎(chǔ)23-28
• 3 土木工程結(jié)構(gòu)的有限元建模及模態(tài)分析28-39
• 3.1 高層剪力墻結(jié)構(gòu)28-32
• 3.1.1 模型描述29-30
• 3.1.2 有限元建模30-31
• 3.1.3 模態(tài)分析31-32
• 3.2 鋼桁架橋32-36
• 3.2.1 模型描述32-33
• 3.2.2 有限元建模33-34
• 3.2.3 模態(tài)分析34-36
• 3.3 多層框架結(jié)構(gòu)36-39
• 3.3.1 模型描述36
• 3.3.2 有限元建模36-37
• 3.3.3 模態(tài)分析37-39
• 4 基于現(xiàn)代智能算法的傳感器優(yōu)化布置研究39-70
• 4.1 基于遺傳算法的土木工程結(jié)構(gòu)傳感器優(yōu)化布置39-54
• 4.1.1 基于遺傳算法的高層剪力墻結(jié)構(gòu)傳感器優(yōu)化布置43-49
• 4.1.2 基于遺傳算法的鋼桁架橋傳感器優(yōu)化布置49-51
• 4.1.3 基于遺傳算法的多層框架結(jié)構(gòu)傳感器優(yōu)化布置51-54
• 4.2 基于模擬退火算法的土木工程結(jié)構(gòu)傳感器優(yōu)化布置54-60
• 4.2.1 基于模擬退火算法的高層剪力墻結(jié)構(gòu)傳感器優(yōu)化布置55-57
• 4.2.2 基于模擬退火算法的鋼桁架橋傳感器優(yōu)化布置57-58
• 4.2.3 基于模擬退火算法的多層框架結(jié)構(gòu)傳感器優(yōu)化布置58-60
• 4.3 基于模擬退火遺傳算法的土木工程結(jié)構(gòu)傳感器優(yōu)化布置60-66
• 4.3.1 基于模擬退火遺傳算法的高層剪力墻結(jié)構(gòu)傳感器優(yōu)化布置61-63
• 4.3.2 基于模擬退火遺傳算法的鋼桁架橋傳感器優(yōu)化布置63-64
• 4.3.3 基于模擬退火遺傳算法的多層框架結(jié)構(gòu)傳感器優(yōu)化布置64-66
• 4.4 三種智能算法的不同土木工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化布置方案的比較66-70
• 4.4.1 高層剪力墻結(jié)構(gòu)三種算法的對比分析66
• 4.4.2 鋼桁架橋三種算法的對比分析66-68
• 4.4.3 多層框架結(jié)構(gòu)三種算法的對比分析68-70
• 5 結(jié)論與展望70-71
• 5.1 結(jié)論70
• 5.2 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-73
• 致謝73-74
• 附錄 關(guān)于三種土木工程結(jié)構(gòu)的命令流74-78

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