大壩對(duì)水庫的安全運(yùn)行起著決定性作用,為了避免大壩損壞帶來的巨大損失,需要對(duì)大壩進(jìn)行更加完善的安全監(jiān)控,同時(shí)通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和資料的分析處理估計(jì)大壩的安全程度。運(yùn)行中的大壩、庫水和壩基間的相互作用以及外部環(huán)境(如溫度、水壓和地震)都將影響大壩的實(shí)際性態(tài),這些多種因素的影響使得大壩的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間序列具有很高的非線性特性。所以,為了更加清楚、全面地對(duì)大壩監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間序列進(jìn)行分析與判斷,需要引入根據(jù)大壩監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間序列的自身規(guī)律進(jìn)行建模的非線性理論。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)基于吸引子特征量的非線性判定方法研究。根據(jù)非線性動(dòng)力系統(tǒng)的理論,本文對(duì)比分析了Lorenz方程和Henon映射2種非線性混沌時(shí)間序列在不同噪聲干擾情況下,時(shí)間反演不可逆量及吸引子特征量分別作為特征統(tǒng)計(jì)量時(shí)替代數(shù)據(jù)法的檢驗(yàn)性能,證明以Hurst指數(shù)作為非線性特征量時(shí)的替代數(shù)據(jù)法顯示出較強(qiáng)的魯棒性,最終應(yīng)用于實(shí)際工程中大壩三個(gè)測(cè)點(diǎn)的位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間序列,論證基于吸引子特征量的非線性判定法在實(shí)際工程中的有效性和實(shí)用性。(2)大壩安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)序列混沌識(shí)別中合理長(zhǎng)度的確定。針對(duì)本實(shí)際工程的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)序列,在進(jìn)行相空間重構(gòu)時(shí)分別選擇不同的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度,研究其混沌特性隨著序列長(zhǎng)短的變化規(guī)律,選擇吸引子特征量趨于穩(wěn)定時(shí)的合理數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。結(jié)果證明,當(dāng)大壩安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)序列混沌識(shí)別中的序列長(zhǎng)度在1500個(gè)時(shí),監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)序列的非線性特性達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)。(3)建立基于吸引子特征量的大壩位移時(shí)間序列去噪模型。將基于關(guān)聯(lián)維數(shù)迭代的局部投影法去噪引入大壩位移監(jiān)測(cè)時(shí)間序列分析中,詳述其建模過程及步驟,經(jīng)過對(duì)含噪Lorenz序列的去噪仿真證明其合理性。接著將此方法應(yīng)用于PL1監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平位移時(shí)間序列的去噪處理,與線性小波包去噪方法進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明基于關(guān)聯(lián)維數(shù)迭代的局部投影去噪方法可以用到大壩位移監(jiān)測(cè)資料分析中,且去噪效果不錯(cuò),具有一定的實(shí)用性。(4)建立基于吸引子分析法的大壩位移預(yù)測(cè)模型。本文借助吸引子分析法建立了基于最大Lyapunov指數(shù)預(yù)測(cè)方法和馬爾科夫鏈修正的變維分形-灰色預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)方法,并與最小二乘法預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)精度進(jìn)行對(duì)比。得到這兩種模型均具有精度高、計(jì)算快的結(jié)論,且馬爾科夫鏈修正的變維分形-灰色預(yù)測(cè)模型精度更高,說明多種模型的結(jié)合更能提高預(yù)測(cè)精度,可以較好地應(yīng)用于大壩安全監(jiān)測(cè)中。
【學(xué)位單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TV698.1
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 非線性時(shí)間序列去噪方法研究進(jìn)展
        1.2.2 大壩安全監(jiān)控傳統(tǒng)模型研究進(jìn)展
        1.2.3 基于非線性時(shí)間序列理論的大壩安全監(jiān)控方法研究進(jìn)展
    1.3 本文的研究?jī)?nèi)容及主要工作
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
2 吸引子特征量的非線性判定方法研究
    2.1 大壩非線性動(dòng)力系統(tǒng)理論
        2.1.1 大壩動(dòng)力系統(tǒng)的非線性及其吸引子
        2.1.2 吸引子的相空間重構(gòu)
        2.1.3 吸引子特征量
    2.2 吸引子特征量的非線性判定法
        2.2.1 替代數(shù)據(jù)法原理
        2.2.2 數(shù)值模擬
    2.3 大壩安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)序列非線性判定中合理長(zhǎng)度的確定
    2.4 工程應(yīng)用實(shí)例
        2.4.1 工程概況
        2.4.2 計(jì)算結(jié)果
    2.5 本章小結(jié)
3.基于吸引子特征量的非線性去噪模型
    3.1 局部投影降噪
    3.2 基于關(guān)聯(lián)維數(shù)迭代的非線性局部投影的大壩位移時(shí)間序列降噪研究
        3.2.1 原理及具體步驟
        3.2.2 去噪效果評(píng)價(jià)指標(biāo)
        3.2.3 數(shù)值模擬
    3.3 工程實(shí)例
        3.3.1 實(shí)測(cè)位移時(shí)間序列去噪結(jié)果
        3.3.2 與線性去噪方法的比較
    3.4 本章小結(jié)
4.基于吸引子分析法的大壩位移預(yù)測(cè)模型
    4.1 大壩位移預(yù)測(cè)
        4.1.1 大壩位移監(jiān)測(cè)
        4.1.2 大壩監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)的目的
    4.2 基于最大Lyapunov指數(shù)預(yù)測(cè)模型
        4.2.1 原理
        4.2.2 計(jì)算結(jié)果
    4.3 利用馬爾科夫鏈修正的大壩變維分形-灰色預(yù)測(cè)模型
        4.3.1 原理
        4.3.2 計(jì)算結(jié)果
    4.4 結(jié)果對(duì)比
    4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 譚婕;;具有乘法白噪音的Kuramoto-Sivashinsky方程在奇解子空間上的隨機(jī)吸引子[J];課程教育研究;2017年31期

2 王素萍;邵旭馗;;可拉伸梁方程一致緊吸引子的存在性[J];汕頭大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2016年04期

3 賈瀾;馬巧珍;;非線性可拉伸梁方程的指數(shù)吸引子[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版);2017年04期

4 羅旭東;;耦合吊橋方程指數(shù)吸引子的存在性[J];西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2017年09期

5 沈曉鷹;馬巧珍;;非自治Kuramoto-Sivashinsky方程一致吸引子的存在性、一致有界性和收斂性[J];華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2016年02期

6 張曉明;姜金平;董超雨;;非線性梁方程的漸近吸引子[J];數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí);2015年02期

7 王曉萍;;帶有導(dǎo)數(shù)項(xiàng)的反應(yīng)擴(kuò)散方程指數(shù)吸引子存在性的一個(gè)注解[J];蘭州文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年06期

8 任麗;李曉軍;;非自治反應(yīng)擴(kuò)散方程的拉回D-吸引子[J];江南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年02期

9 金俊棟;王萬雄;;非線性可拉伸梁方程非自治指數(shù)吸引子的存在性[J];云南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年05期

10 崔洪勇;辛杰;;(2+1)維長(zhǎng)短波方程整體吸引子的存在性[J];魯東大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 宋小亞;幾類流體動(dòng)力學(xué)方程解的長(zhǎng)時(shí)間行為研究[D];蘭州大學(xué);2019年

2 尚世界;隨機(jī)流體方程的若干問題[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

3 佘連兵;非自治動(dòng)力系統(tǒng)拉回吸引子的時(shí)間依賴性[D];西南大學(xué);2018年

4 潘金鳳;布爾網(wǎng)絡(luò)控制與應(yīng)用的代數(shù)方法[D];山東大學(xué);2018年

5 徐玲;帶白噪聲的隨機(jī)吊橋方程解的漸近行為[D];西北師范大學(xué);2016年

6 曹潔;幾類動(dòng)力學(xué)方程組解的適定性及其吸引子研究[D];東華大學(xué);2018年

7 崔洪勇;非自治隨機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的協(xié)循環(huán)吸引子和一致吸引子[D];西南大學(xué);2016年

8 劉恒;離散動(dòng)力系統(tǒng)中的敏感性與吸引子[D];吉林大學(xué);2007年

9 馬閃;關(guān)于非自治無窮維動(dòng)力系統(tǒng)一致吸引子的存在性[D];蘭州大學(xué);2007年

10 王妍;相空間重構(gòu)、分叉及經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)吸引子分析[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 曹伯芳;兩類非線性發(fā)展方程解的長(zhǎng)期性態(tài)研究[D];延安大學(xué);2019年

2 鄭程之;基于吸引子分析法的大壩安全監(jiān)控方法研究[D];西安理工大學(xué);2019年

3 黃燮楨;一類混沌系統(tǒng)的受控動(dòng)力學(xué)分析[D];閩南師范大學(xué);2019年

4 張鵬輝;變區(qū)域上板方程解的長(zhǎng)時(shí)間行為的研究[D];蘭州大學(xué);2019年

5 楊燁華;一類非線性梁方程的整體適定性和吸引子問題[D];鄭州大學(xué);2019年

6 羅秀;一類具有結(jié)構(gòu)阻尼的可伸縮梁方程的長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)力學(xué)行為[D];鄭州大學(xué);2018年

7 薛剛;格點(diǎn)Klein-Gordon-Schr(?)dinger方程組和格點(diǎn)長(zhǎng)波—短波共振方程組的拉回吸引子與不變測(cè)度[D];溫州大學(xué);2018年

8 張強(qiáng)恒;無界區(qū)域上反應(yīng)擴(kuò)散方程的吸引子[D];西南大學(xué);2018年

9 梁鈺蘭;有限時(shí)滯發(fā)展方程的吸引子[D];華南理工大學(xué);2018年

10 劉曉明;憶阻器多渦卷及隱藏吸引子多渦卷混沌系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];湖南大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2879671