【摘 要】
：
基于传统扩展卡尔曼滤波方法(EKF)的损伤识别过程是一个典型的反问题求解,反问题的不适定性使EKF识别结果容易受噪声干扰,导致EKF算法收敛困难、识别精度下降.基于l1正则化的EKF算法在一定程度上可以缓解此问题,但其不能获得足够准确的稀疏解.为此,提出了一种改进稀疏正则化的EKF方法.该方法采用Arctangent罚函数代替l1范数以施加损伤稀疏性约束;通过伪测量技术将稀疏性约束嵌入到EKF中,获得施加约束方程后的递推解.采用3层剪切结构和悬臂梁2个试验算例验证了该方法的有效性.研究结果表明:即使在噪声
【机 构】
：
汕头大学土木与环境工程系,广东汕头515063;广东省结构安全与监测工程技术研究中心,广东汕头515063;中铁大桥科学研究院有限公司桥梁结构健康与安全国家重点实验室,湖北武汉430034;汕头大学土
论文部分内容阅读
基于传统扩展卡尔曼滤波方法(EKF)的损伤识别过程是一个典型的反问题求解,反问题的不适定性使EKF识别结果容易受噪声干扰,导致EKF算法收敛困难、识别精度下降.基于l1正则化的EKF算法在一定程度上可以缓解此问题,但其不能获得足够准确的稀疏解.为此,提出了一种改进稀疏正则化的EKF方法.该方法采用Arctangent罚函数代替l1范数以施加损伤稀疏性约束;通过伪测量技术将稀疏性约束嵌入到EKF中,获得施加约束方程后的递推解.采用3层剪切结构和悬臂梁2个试验算例验证了该方法的有效性.研究结果表明:即使在噪声干扰下,所提方法也可以准确识别出结构损伤;相比传统l1正则化EKF方法,该方法需要的观测信息更少,能获得更准确的稀疏解.
其他文献
近年来,上海不断加快老旧船舶淘汰更新,不断推进内河货运船舶LNG 动力试点示范项目和船舶LNG 加注站建设试点.2015年,上海市政府出台了《上海绿色港口三年行动计划》,提高船用发动机排放标准, 鼓励电力、LNG等清洁能源在船舶上的应用;2018年,国务院和交通运输部分别印发了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》和《关于加快长江干线推进靠港船舶使用岸电和推广液化天然气船舶应用的指导意见》,2019年,中共中央、国务院印发《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》,提出提出“支持LNG运输船舶在长江上海、江苏、安徽段开
目前预定义几何集方法主要用于平行车位和垂直车位2种类型的泊车路径规划,对于未涵盖的停车位种类而言则存在无法规划泊车路径的问题,使得自主泊车系统对于能够泊入的车位种类存在局限性.为了设计斜列式泊车方式用以提高自主泊车系统中车位种类的覆盖率,提出一种基于预定义几何集的斜列式泊车路径规划方法.首先,提出了斜列式C字形泊车路径规划方法,利用几何学设计一种圆弧相切斜线的路径,并通过多项式建模表征任意角度停车位下的斜列式C字形泊车路径;其次,通过分析泊车路径与停车位中可能发生碰撞的关键点之间的距离,构建了泊车路径碰撞
船舶系泊期间,系泊缆是有效系泊的基本保障.那么,系泊缆及其连接构件的强度是否越大越好呢?根据相关的行业规范要求,系泊缆及其连接构件的强度和船舶缆车设备是有一定匹配要求的,并非越大越好.油轮、化学品船外部检查时,经常因系泊缆及其卸扣等的强度配备不规范,要求船舶更换,从而造成不必要的经济损失.本文就此谈点认识.
2021 年,我国第一座15 万吨级浮船坞“南通”号迎来她投产30 周年纪念.1991 年12 月,中国第一座15 万吨级浮船坞“南通”号正式建成投产,她的建成不仅填补了中国修船业的空白,结束了中国不能修理10万吨级以上大型船舶的历史.同时,她的诞生过程曾被造船界称为奇迹,一批经验丰富的退休工程专家,与具有专业技术的焊工一起,采取独特创新的方式自行设计建造了当时中国最大的浮船坞.为确保该船坞的建造质量,船检局派出经验丰富的验船师全力协助完成浮船坞的检验工作.今天,让我们一起来看看“南通”号浮船坞设计建造过
为促进公路桥梁智能检测技术的发展,系统梳理了桥梁智能检测装备、智能检测方法、智能损伤识别算法、智能安全评价及养护决策的发展现状与趋势.综合分析表明:随着桥梁智能检测技术的发展,针对桥梁检测环境和构件特点,出现了包括无人机、移动机器人、环形爬升机器人、多功能检测机器人、爬索机器人、水下机器人、声呐探测装置等多种类型的智能检测装备.智能检测装备大多采用搭载的图像采集装置进行病害信息收集,其避障及抗环境干扰能力和图像采集精度是设备性能表征的关键;在智能检测方法领域,图像采集技术、激光点云扫描技术、全息摄影技术发
大跨桥梁上的车流重力动态分布和作用在变形主梁上的时变纵向力,决定梁端伸缩缝纵向变形,实现伸缩缝纵向变形分析,车-桥耦合系统是核心,实现车流重力分布和纵向力计算加载的车流微观行驶行为仿真及力学化的理论方法是关键.首先,从元胞尺寸和行驶规则2个角度对仿真方法进行精细:把实测车型典型轴距对标当前市场车型,确定各车型车辆前、后悬长并纳入车长考虑,基于多车型的车长公约数综合确定元胞尺寸,使得各车型的车长在仿真交通流中得到差异且全面的元胞表达,奠定精细仿真元胞基础;在车间距基础上,把车速差纳入考虑,丰富车辆微观行驶决
桥梁结构表面裂缝检测为桥梁状态识别、病害治理、安全评估提供了重要状态信息和决策依据.为解决传统人工检测方法存在的危险性高、影响交通、费用昂贵等问题,提出基于无人机(Un-manned Aerial Vehicle,UAV)及深度学习的桥梁结构裂缝智能识别方法.采用大疆M210-RTK多旋翼无人机进行贴近航摄,获取桥梁结构混凝土表面高清图像;利用SDNET裂缝数据集等图像资源,制作1133张标记裂缝精确区域的深度学习训练样本图像库;引入掩膜区域卷积神经网络(Mask R-CNN)深度学习算法,训练和建立Ma
为了给桥梁结构的健康检测提供参考,将金属磁记忆检测技术引入到钢筋混凝土(RC)梁内部钢筋的应力检测当中,进行了钢筋混凝土T形截面梁四点弯曲加载应力自漏磁信号检测试验.利用基于金属磁记忆的三维扫描检测装置采集了试件在不同荷载下的自漏磁信号,并对不同提离高度和多条扫描路径下的磁信号进行分析,得到了钢筋混凝土T形截面梁在不同应力状态下的空间信号规律,提出了利用“法向漏磁场方均根值”来定量计算RC梁纯弯段处钢筋应力的方法.研究结果表明:在钢筋混凝土T形截面梁纯弯段内,钢筋内部应力与“法向漏磁场方均根值”呈线性关系
受到周期性潮汐变化的影响,中国寒区近海混凝土桥梁长期遭受海水冻融及多种耦合腐蚀作用,这严重影响了桥梁的服役性能与使用寿命.为了准确预测桥梁的性能衰退规律,针对桥梁所处环境,分析了桥梁结构的性能退化机理,并借助近场动力学方法在多尺度方面的优势,利用MAT-LAB-ABAQUS联合仿真方法建立了桥梁劣化损伤预测与评估方法.在此基础上,从混凝土海水冻融损伤出发,考虑温度分布特性、临界饱和度模型、孔隙结晶规律与孔隙压力理论,结合不同孔隙的结晶温度与孔隙累积,通过孔隙变形加载方式建立混凝土微观尺度的冻融循环数值模拟
为了解决现有的斜拉桥索力测量方法在精度、可靠性、效率等方面仍存在的不足,首次提出了一种由实测索形直接估计索力的新方法,简称索形法.采用在斜拉索上任意截取的拉索节段构建了悬链线力学模型,基于悬链线公式,首次推导了由实测索形点集精确估计拉索张力的计算公式.地面激光扫描技术被研究用于快速捕获斜拉索索形,开发了基于扫描点云自动化精确提取拉索中心线的算法.以在建的水土嘉陵江大桥为试验对象,详细分析了三维扫描测量误差、拉索截面弯曲刚度及边界条件和拉索局部弯曲变形、拉索振动等索形偏差因素及其对索力计算精度的影响.研究结