一种考虑温度影响的土木工程结构损伤预警方法
【专利摘要】本发明涉及土木工程结构损伤识别领域，特别涉及一种考虑温度影响的土木工程结构损伤预警方法，利用时间序列分析中的AR模型和多元统计分析中的主成分分析并结合标准差控制图进行结构的损伤预警研究。首先利用AR模型对结构损伤前后的加速度响应数据进行拟合，并提取模型系数，其次利用主成分分析去除温度对AR模型系数的影响，最后利用标准差控制图进行损伤预警。本发明理论严谨，方法新颖，方案合理，可操作性强。该方法的优点是直接利用加速度响应，不需要有限元模型和模态参数，属于数据驱动的方法，适于进行实时的结构健康监测，同时该方法在温度变化的条件下，具有的抗噪声能力，成功地进行了损伤预警。
【专利说明】一种考虑温度影响的土木工程结构损伤预警方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及土木工程结构损伤识别领域，特别涉及一种考虑温度影响的土木工程结构损伤预警方法。
【背景技术】
[0002]结构损伤会引起动力响应特征参数的变化，而温度的改变同样也会导致动力响应特征参数发生变化，有时甚至会淹没损伤引起的动力响应特征参数的变化，从而导致基于振动的结构损伤识别方法失效。
[0003]吴森等，基于AR模型和主成分分析的损伤识别方法，振动、测试与诊断，2012.10, 32 (5),847-845.提出了一种基于结构加速度时间序列的损伤识别方法。首先提取结构损伤前后的AR模型系数，构成多个原始数据矩阵；其次，对多个原始数据矩阵分别进行主成分分析得到前两阶主成分，并建立相应的椭圆控制图，以前两阶主成分在控制椭圆中的分布情况来判别结构是否存在损伤，但是，该方法未考虑温度对土木工程结构损伤预警的影响。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术中的不足，提供一种考虑温度影响的土木工程结构损伤预警方法。
[0005]为消除温度的影响，本专利利用时间序列分析中的AR模型和多元统计分析中的主成分分析并结合标准差控制图进行结构的损伤预警研究。首先利用AR模型对结构损伤前后的加速度响应数据进行拟合，并提取模型系数，其次利用主成分分析去除温度对AR模型系数的影响，最后利用标准差控制图进行损伤预警。四层框架数值模拟结果表明，在温度变化的条件下，该方法成功地进行了损伤预警。
[0006]本发明采取的技术方案是:
[0007]—种考虑温度影响的土木工程结构损伤预警方法，具体步骤如下:
[0008](I)观测值{Xt(t=l，2，…，p)}为一平稳的、零均值的随机过程，若Xt的取值与前
P步的各个取值XtfXtf -Xt-P有关，则可以用差分方程来表示它们的内在联系:
[0009]
【权利要求】
1.一种考虑温度影响的土木工程结构损伤预警方法，具体步骤如下: (1)建立AR模型:
【文档编号】G06F19/00GK103646177SQ201310690423
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】刁延松, 任红, 陈家宝, 曹亚东, 孙玉婷, 华盼盼, 徐东锋 申请人:青岛理工大学