噪聲對正放四角錐網(wǎng)架結構傳感器布置的影響.pdf

1、近年來，大跨度空間結構迅速發(fā)展，其中空間網(wǎng)架具有重量輕、結構合理、造型優(yōu)美和力學性能好等優(yōu)點，被廣泛用于大跨度公共建筑和民用設施。然而由于這種結構受荷載作用具有隨機性，發(fā)生損傷或者破壞的潛在危險較大，如果發(fā)生工程事故將導致重大生命和財產(chǎn)損失，因此網(wǎng)架結構的健康監(jiān)測日益受到重視。
　　在結構健康監(jiān)測中，傳感器的布置對于獲得結構的準確信息至關重要。由于現(xiàn)場條件和經(jīng)濟成本等方面的限制，不可能在結構上布置太多的傳感器，同時傳感器采用不同的

2、布設方式對采集信息的準確性以及損傷識別的精度也有很大的影響，并且測試信號不可避免地受到噪聲的影響。因此，在噪聲的影響下如何在結構上合理的位置布置有限數(shù)目的傳感器并獲取盡可能多的有效信息就成為傳感器布置的關鍵問題。本文針對上述問題，進行了以下幾個方面的研究，并得出了相應的結論。
　　1)考慮到網(wǎng)架結構模態(tài)可觀測性與損傷可識別性的傳感器布置結果不一致的特點，找到了一種協(xié)調的Fisher信息矩陣和方差法相結合的傳感器布置方法。該方法首先

3、由結構運動方程出發(fā)，考慮結構響應與振型和損傷靈敏度之間的關系，根據(jù)Fisher信息熵原理，建立同時包含模態(tài)振型和損傷靈敏度信息的Fisher信息矩陣，并確立了以協(xié)調的Fisher信息矩陣2-范數(shù)最大化為準則的目標優(yōu)化算法，確立傳感器初始布置方案。
　　然后以協(xié)調的Fisher信息矩陣為條件，在結構動力反應靈敏度和方差法的基礎上，找到了把方差函數(shù)局部最大值作為衡量結構傳感器最佳數(shù)目的指標，獲得結構最終的傳感器布置。
　　2)以