基于免疫算法的系統(tǒng)識別方法研究.pdf

1、系統(tǒng)識別在健康監(jiān)測、結(jié)構(gòu)無損評估以及主動(dòng)控制等土木工程領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用。因此結(jié)構(gòu)系統(tǒng)識別已成為當(dāng)今土木界的研究熱點(diǎn)之一，許多經(jīng)典的識別方法被提出并得到了廣范的應(yīng)用。然而，由于在實(shí)際的工程問題中往往缺乏對結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的先驗(yàn)知識，以及存在著測量信息不完備和被噪聲污染等問題，這些傳統(tǒng)的經(jīng)典識別方法難以得到令人滿意的結(jié)果。為了克服傳統(tǒng)方法的這些不足之處，近年來涌現(xiàn)出了許多基于智能優(yōu)化算法的系統(tǒng)識別方法并已取得了許多可喜的研究成果。免疫算法作為一

2、種新興的在生物免疫系統(tǒng)啟發(fā)下產(chǎn)生的智能優(yōu)化算法，已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，本文即將其應(yīng)用于系統(tǒng)識別問題，以期開發(fā)出一種新的便捷高效的識別方法。 為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本文首先在進(jìn)一步深入地模擬生物免疫系統(tǒng)機(jī)能的基礎(chǔ)上對基本的免疫算法進(jìn)行了改進(jìn)。通過引入改進(jìn)的克隆選擇算子、疫苗接種算子、二次免疫應(yīng)答算子和動(dòng)態(tài)調(diào)整種群變異概率的策略，開發(fā)出了一種全局尋優(yōu)能力強(qiáng)、收斂迅速、魯棒性好的新型免疫算法——自適應(yīng)免疫克隆選擇算法，并將其用于

3、系統(tǒng)識別問題。 為了驗(yàn)證所提出方法的有效性，本文采用基于自適應(yīng)免疫克隆選擇算法的識別方法分別對一個(gè)5層剪切型框架結(jié)構(gòu)和一個(gè)12層剪切型框架結(jié)構(gòu)模型的參數(shù)識別問題進(jìn)行了數(shù)值模擬。識別結(jié)果表明該方法有著優(yōu)異的性能。其在對結(jié)構(gòu)參數(shù)缺乏先驗(yàn)信息、測試信息不完備和受到噪聲污染等情形下均能得到很好的識別結(jié)果。此外相較于其他的智能識別方法，該方法還具有計(jì)算效率高，使用靈活簡單的特點(diǎn)。 為了進(jìn)一步探討本文提出的方法在實(shí)際工程問題中的應(yīng)用