基于統(tǒng)計模式識別的結(jié)構(gòu)損傷診斷方法研究.pdf

1、本文提出了一種基于統(tǒng)計模式識別的結(jié)構(gòu)損傷診斷方法，該方法是通過將無損狀態(tài)和損傷狀態(tài)下結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)數(shù)據(jù)分別建立統(tǒng)計模式，選取對結(jié)構(gòu)損傷敏感的特征參數(shù)作為模式差異指標，明顯的區(qū)分兩種統(tǒng)計模式之間的差異，達到剔除環(huán)境噪聲影響，有效識別結(jié)構(gòu)損傷的目的。本文對該方法的關(guān)鍵問題：ARMA模型定階、模型參數(shù)估計、統(tǒng)計模式特征參數(shù)縮減、及模式差異指標的比選等，進行了深入的研究，并分別用有限元模型模擬實驗和有機玻璃模型實驗進行了驗證。兩個實驗的結(jié)果均表

2、明，基于統(tǒng)計模式的結(jié)構(gòu)損傷檢驗方法可以有效的檢驗出結(jié)構(gòu)的損傷狀態(tài)且對于識別結(jié)構(gòu)的損傷程度具有一定的敏感性。本文所做的工作和結(jié)論包括：
　　1、對時間序列模型的物理意義和幾何意義進行了相關(guān)綜述，比較了幾種時間序列模型的優(yōu)劣，并考慮其用于統(tǒng)計模式的可能性，最終選擇用ARMA模型建模，取AR部分模型參數(shù)作為統(tǒng)計模式識別的特征參數(shù)。
　　2、通過AIC準則對ARMA模型定階，確定模型階數(shù)并建立ARMA模型，用基于最小二乘估計的方法編

3、程估算模型AR部分參數(shù)，實現(xiàn)模式識別特征參數(shù)的提取。
　　3、用主成分分析法對模型參數(shù)進行降維處理，選用新的維數(shù)較少的綜合指標代替原來的多維模型參數(shù)，實現(xiàn)對模式識別特征參數(shù)的縮減。
　　4、介紹了幾種模式差異指標，通過比較選取了兩種對結(jié)構(gòu)損傷比較敏感的綜合指標，分別是均值點和DSPR距離指標，實現(xiàn)了模式差異指標的選取。
　　5、分別通過有限元模型模擬實驗和有機玻璃簡支梁實驗對兩種統(tǒng)計模式識別方法進行了驗證，實驗結(jié)果表明