發(fā)布時(shí)間：2017-04-05 06:01

  本文關(guān)鍵詞：橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)傳感器自診斷方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國橋梁工程結(jié)構(gòu)已逐漸由大規(guī)模建設(shè)進(jìn)入養(yǎng)護(hù)維修階段,結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)將為橋梁養(yǎng)護(hù)維修提供重要的數(shù)據(jù)支撐。由于大型橋梁的使用壽命高達(dá)上百年,而傳感器的使用壽命僅為數(shù)年或十幾年,加之受環(huán)境侵蝕、雷擊等災(zāi)害的影響,傳感器必然發(fā)生故障而輸出失真數(shù)據(jù),導(dǎo)致后續(xù)的結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)評(píng)估出現(xiàn)誤報(bào)警和漏報(bào)警,因此,有必要在安全狀態(tài)評(píng)估前對(duì)傳感器故障進(jìn)行識(shí)別。論文基于廣義似然比檢驗(yàn)原理,提出傳感器故障自診斷方法;基于相關(guān)向量機(jī)的分類原理,建立傳感器故障類型判別方法,并將這些方法應(yīng)用于甄別實(shí)橋監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器故障,從而為保證結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)自身的正常運(yùn)營提供了新的手段。論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)基于廣義似然比檢驗(yàn)原理,提出了傳感器故障自診斷方法,可快速實(shí)現(xiàn)傳感器有無故障及故障通道的判定。簡支梁數(shù)值算例表明,不管結(jié)構(gòu)是否發(fā)生損傷,所提方法能正確診斷傳感器故障通道;在結(jié)構(gòu)損傷但傳感器完好、環(huán)境溫度變化過大及地震動(dòng)輸入下,自診斷方法將判定所有傳感器同時(shí)發(fā)生故障,這與傳感器發(fā)生故障為獨(dú)立事件相悖,故根據(jù)這一特征仍可判定傳感器未發(fā)生故障。(2)根據(jù)傳感器預(yù)估信號(hào)與實(shí)測信號(hào)的相關(guān)特性構(gòu)造分類指標(biāo),基于相關(guān)向量機(jī)理論和二叉樹法,提出了傳感器故障類型的辨識(shí)方法。簡支梁數(shù)值算例表明,采用4個(gè)相關(guān)向量分類機(jī)可成功實(shí)現(xiàn)加速度傳感器常見的5類故障類型區(qū)分。(3)采用某連續(xù)剛構(gòu)橋數(shù)值算例對(duì)傳感器故障自診斷方法和傳感器故障類型的辨識(shí)方法進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明廣義似然比檢驗(yàn)方法能正確識(shí)別單個(gè)或2個(gè)傳感器不同類別的故障。(4)將所提自診斷方法應(yīng)用于某斜拉橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的加速度傳感器中,結(jié)果表明傳感器處于正常工作狀態(tài),這與人工檢查結(jié)果一致,初步驗(yàn)證了自診斷方法在實(shí)橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)中適用性。
【關(guān)鍵詞】：結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測 傳感器故障 廣義似然比檢驗(yàn) 相關(guān)向量機(jī)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U446
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 本文的研究背景8-9
• 1.2 傳感器故障自診斷方法9-13
• 1.2.1 基于解析模型的方法10
• 1.2.2 基于信號(hào)處理的方法10-12
• 1.2.3 基于知識(shí)的方法12-13
• 1.3 本文的主要工作13
• 1.4 本章小結(jié)13-14
• 2 傳感器自診斷的廣義似然比檢驗(yàn)法14-40
• 2.1 引言14
• 2.2 傳感器故障的理論模型14-18
• 2.2.1 傳感器離散點(diǎn)數(shù)據(jù)失真故障的數(shù)學(xué)理論模型14-15
• 2.2.2 傳感器連續(xù)段數(shù)據(jù)失真故障的數(shù)學(xué)理論模型15-18
• 2.3 廣義似然比自診斷方法18-22
• 2.3.1 傳感器故障信號(hào)預(yù)測模型18-19
• 2.3.2 傳感器自診斷的廣義似然比檢驗(yàn)法19-22
• 2.4 算例分析22-38
• 2.4.1 模型及響應(yīng)計(jì)算22-24
• 2.4.2 廣義似然比閾值s確定24-25
• 2.4.3 傳感器自診斷結(jié)果25-33
• 2.4.4 溫度變化對(duì)識(shí)別結(jié)果的影響33-36
• 2.4.5 地震激勵(lì)對(duì)識(shí)別結(jié)果的影響36-38
• 2.5 本章小結(jié)38-40
• 3 傳感器故障類型的判別方法40-54
• 3.1 引言40
• 3.2 相關(guān)向量機(jī)的基本理論40-48
• 3.2.1 貝葉斯定理40-41
• 3.2.2 馬爾科夫性質(zhì)41
• 3.2.3 相關(guān)向量機(jī)回歸分析原理41-46
• 3.2.4 相關(guān)向量機(jī)分類原理46-48
• 3.3 傳感器故障類型判別方法48-51
• 3.3.1 分類特征指標(biāo)的提取48-50
• 3.3.2 分類器的構(gòu)造50-51
• 3.4 傳感器故障判別算例分析51-53
• 3.5 本章小節(jié)53-54
• 4 傳感器故障自診斷方法的實(shí)橋應(yīng)用54-72
• 4.1 引言54
• 4.2 某連續(xù)剛構(gòu)橋數(shù)值算例驗(yàn)證54-67
• 4.2.1 傳感器自診斷結(jié)果56-64
• 4.2.2 傳感器故障類型判斷64-67
• 4.3 某斜拉橋加速度傳感器故障診斷67-70
• 4.3.1 大橋及結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)簡介67-68
• 4.3.2 加速度傳感器故障自診斷68-70
• 4.4 本章小節(jié)70-72
• 5 結(jié)論和展望72-74
• 5.1 主要工作和結(jié)論72-73
• 5.2 以后還需研究的工作73-74
• 致謝74-76
• 參考文獻(xiàn)76-78

【相似文獻(xiàn)】

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