基于稀疏貝葉斯學(xué)習(xí)和吉布斯采樣的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究
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【摘要】:對(duì)于土木工程結(jié)構(gòu),在局部位置通常會(huì)發(fā)生由于外力作用、環(huán)境惡化和結(jié)構(gòu)老化引起的損傷,表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)剛度等物理參數(shù)的改變,同時(shí)在結(jié)構(gòu)動(dòng)力特征上會(huì)導(dǎo)致出結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)(如固有頻率、振型等)的變化。結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別問(wèn)題作為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的核心問(wèn)題,對(duì)于保障土木工程結(jié)構(gòu)特別是重大基礎(chǔ)設(shè)施的安全運(yùn)營(yíng)具有重要的意義。本文的研究?jī)?nèi)容和貢獻(xiàn)如下:以結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)為研究背景,針對(duì)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別反問(wèn)題病態(tài)性和不適定性難題,系統(tǒng)考慮結(jié)構(gòu)模型不確定性,同時(shí)利用結(jié)構(gòu)損傷通常具有空間分布稀疏性的先驗(yàn)特征信息,建立結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的稀疏貝葉斯學(xué)習(xí)模型;诮⒌亩鄬哟呜惾~斯學(xué)習(xí)模型,研究結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的稀疏貝葉斯學(xué)習(xí)快速算法。通過(guò)貝葉斯模型更新和學(xué)習(xí)獲得結(jié)構(gòu)剛度系數(shù)的后驗(yàn)概率模型,這樣不僅可以得到結(jié)構(gòu)損傷的最可能值,而且可以判斷結(jié)構(gòu)模型中各個(gè)子結(jié)構(gòu)發(fā)生各可能損傷程度的概率,從而更加系統(tǒng)確切地描述損傷。為了避免超參數(shù)的優(yōu)化而可能引起的貝葉斯學(xué)習(xí)魯棒性問(wèn)題,同時(shí)更多考慮模型參數(shù)的不確定性,引入吉布斯采樣方法,研究基于稀疏貝葉斯學(xué)習(xí)的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的吉布斯采樣實(shí)現(xiàn),通過(guò)隨機(jī)模擬采樣得到樣本點(diǎn)直接表征模型參數(shù)包括結(jié)構(gòu)剛度參數(shù)的后驗(yàn)概率分布,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷評(píng)估。用所提損傷識(shí)別算法編寫(xiě)了相關(guān)Matlab程序,并針對(duì)一框架結(jié)構(gòu)有限元模型進(jìn)行了較為成功的驗(yàn)證。
【學(xué)位授予單位】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:TP18;TU317
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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條
1 徐e,
本文編號(hào):1194448
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