基于測點關聯(lián)分析的結構監(jiān)測方法研究.pdf

1、結構健康監(jiān)測作為結構安全評定的一個重要手段，在各類大型復雜工程結構中應用越來越廣泛。考慮到建筑結構在外部荷載作用時，不同測點處的結構響應存在著相互關聯(lián)，充分認識和利用測點之間的關聯(lián)性規(guī)律，以對健康監(jiān)測系統(tǒng)進行有效的數(shù)據(jù)挖掘及數(shù)據(jù)融合，為結構安全評定提供更全面及可靠的監(jiān)測信息。本文依據(jù)測點響應信息之間的關聯(lián)性分析，對傳感器優(yōu)化布置及故障診斷進行了相關的研究。
　　為降低測點之間的冗余性，使不同位置處的監(jiān)測信息盡可能保持獨立，讓有限測

2、點發(fā)揮最大作用，為結構安全評定提供全面信息，本文研究了基于關聯(lián)度的傳感器優(yōu)化布置方法。根據(jù)有限元分析結果及關聯(lián)度計算公式計算所選待定測點之間的關聯(lián)度，建立關聯(lián)度矩陣；對關聯(lián)度矩陣進行二元處理，設定關聯(lián)度閾值，以得到等價關聯(lián)度矩陣；采用鍵能算法對等價關聯(lián)度矩陣進行矩陣變換，以達到對待定測點進行分組的目的；根據(jù)兩兩之間平均關聯(lián)度最小的傳感器優(yōu)化布置原則，確定傳感器數(shù)量及位置分布；采用衡量冗余度的相關信息熵對傳感器優(yōu)化布置結果進行驗證，以驗證

3、方法的有效性。
　　準確的測量信息才能有效地反映結構的響應，為保證結構安全評定的可靠性，本文研究了基于關聯(lián)度的傳感器故障診斷方法。選取歷史正常監(jiān)測數(shù)據(jù)作為故障診斷前的參考數(shù)據(jù)，計算測點的關聯(lián)度矩陣，采用二元變換及鍵能算法對測點進行分組，獲得測點之間的關聯(lián)性信息數(shù)據(jù)庫；選取適當長度的滑動時間窗，利用參考數(shù)據(jù)計算測點之間隨滑動時間步變化的關聯(lián)度向量，進而求得偏離平均關聯(lián)度的偏離率向量，以確定所研究測點任意兩點間的偏離率限值；以關聯(lián)度偏