發(fā)布時(shí)間：2017-12-11 16:21

  本文關(guān)鍵詞：ICA的改進(jìn)及其在結(jié)構(gòu)識別中的應(yīng)用

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【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和科技水平的提高,我國在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域進(jìn)行了大規(guī)模建設(shè)。這些土木工程結(jié)構(gòu)在服役期間會受到疲勞腐蝕、自然災(zāi)害等因素影響,出現(xiàn)一定程度的損傷,威脅整體的安全性。因此,結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)被安裝到大型的結(jié)構(gòu)中,但是,如何快速、準(zhǔn)確地分析出結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)和識別出結(jié)構(gòu)損傷仍然是健康監(jiān)測系統(tǒng)的難點(diǎn)問題。本文對無監(jiān)督參數(shù)識別算法(獨(dú)立成分分析算法)進(jìn)行研究,針對算法的局限性進(jìn)行改進(jìn),提高算法的參數(shù)識別能力,并將算法引入結(jié)構(gòu)的損傷識別中。完成的主要研究及成果如下:(1)對結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別方法進(jìn)行綜述,系統(tǒng)地描述了基于輸出的參數(shù)識別技術(shù)和損傷識別技術(shù)的重要性和研究現(xiàn)狀,并對無監(jiān)督盲分離方法的發(fā)展歷程進(jìn)行簡述。(2)對獨(dú)立成分分析算法的基本理論知識、經(jīng)典模型、獨(dú)立性判定依據(jù)、預(yù)處理過程,以及算法的分析流程進(jìn)行介紹。獨(dú)立成分分析是從多維的數(shù)據(jù)中尋找具有相互獨(dú)立以及非高斯性成分的一種盲分離的核心算法,可以直接處理混合響應(yīng)信號,更加方便解決實(shí)際問題。重點(diǎn)介紹了固定點(diǎn)算法(FastICA)的理論、識別流程和優(yōu)點(diǎn)。(3)提出改進(jìn)的IDT-FastICA算法。研究了獨(dú)立成分分析算法和結(jié)構(gòu)參數(shù)識別之間的聯(lián)系,并探討了獨(dú)立成分分析在模態(tài)參數(shù)識別領(lǐng)域的局限性,分析局限性產(chǎn)生的原因。針對局限性,本文提出基于逆衰減窗的改進(jìn)FastICA算法,提高了獨(dú)立成分分析的參數(shù)識別能力。通過彈簧-質(zhì)量塊模型、簡支梁模型的數(shù)值模擬,以及三層框架試驗(yàn)驗(yàn)證了改進(jìn)算法的有效性和可行性。(4)提出獨(dú)立分量分析識別結(jié)構(gòu)損傷的DWT-FastICA算法。通過結(jié)合離散小波變換和FastICA算法,快速確定結(jié)構(gòu)的損傷時(shí)刻和對應(yīng)的損傷位置。通過不同工況下的多自由彈簧-質(zhì)量塊和三層框架模型,驗(yàn)證該算法的有效性和可行性。
【學(xué)位授予單位】：蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U446

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本文編號：1279133