一種基于EI和逐步累積法的傳感器優化布設方法技術
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于橋梁結構計算分析
，涉及一種傳感器優化布設方法，尤其是一種基于EI和逐步累積法的傳感器優化布設方法。
技術介紹
隨著橋梁結構的跨徑和規模越來越大，對橋梁結構在運營狀態下進行健康監測是一個值得研究的熱點問題。在橋梁健康監測系統中，傳感器是整個系統的“眼睛”。通過傳感器系統，橋梁健康監測系統可以實時地對結構進行監測，并傳回數據，為后續工作打下基礎。傳感器優化布設最為設計結構健康監測系統的關鍵問題之一，是實現橋梁健康監測系統的第一步，對數據采集有著至關重要的影響。而傳感器系統本身是一個“矛盾體”。一方面，為了對結構的健康狀況做出合理的、科學的評價，需要使用盡量多的傳感器，監測盡量多的醒目。另一方面，為了保證監測系統本身的可靠性和經濟性，要求使用的監測設備不能過多。在已實施的橋梁健康監測系統中，有些系統規模過于龐大，系統本身的可靠性都無法保證；而有些結構的監測系統則想反，規模過于精簡，以至于無法對結構的健康狀態做出科學的評估。因此在應用中需要找到合適的方法尋求兩者最佳的平衡點。目前，傳感器優化布置主流算法主要有2種：有效獨立法（EI）和序列法（MAC）。有效獨立法不計及結構質量分布的不均勻性，可能會出現選取測點能量低導致信息丟失的情況。而序列法在待選測點較多時，計算量較大。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種基于EI和逐步累積...
【技術保護點】
一種基于EI和逐步累積法的傳感器優化布設方法，其特征在于，包括以下步驟：1）通過有限元計算，得到結構的模態向量矩陣，確定監測振型的數目，確定傳感器的布置數目；2）利用EI法對模態向量矩陣進行優化，選取初始測點，形成初始模態向量陣；并得到剩余測點矩陣,形成候選添加測點集合；3）求解初始模態向量陣的置信度矩陣MAC，并求MAC矩陣的最大非對角元max；4）從步驟2）確定的候選添加測點集合中選擇一個點添加到初始測點中，將第k個自由度添加到測量自由度中，求其模態向量陣的〖(MAC]tj)k矩陣，并計算其最大非對角元maxk；其中k為自然數；5）計算f（k）=maxk?max的值；6）對所有候選測點重復步驟3）至步驟5），得到數組f（i），（i=1，…，m），并將|f（i）|（f（i）<0）最小值對應的測點加入到已有測點中；其中m為自然數；7）以添加了測點后的測點集合作為初始測點，再重復步驟4）～步驟6），直到測點數目與傳感器布置數目相同。
【技術特征摘要】
1.一種基于EI和逐步累積法的傳感器優化布設方法，其特征在于，
包括以下步驟：
1）通過有限元計算，得到結構的模態向量矩陣，確定監測振型的數
目，確定傳感器的布置數目；
2）利用EI法對模態向量矩陣進行優化，選取初始測點，形成初始模
態向量陣；并得到剩余測點矩陣,形成候選添加測點集合；
3）求解初始模態向量陣的置信度矩陣MAC，并求MAC矩陣的最大
非對角元max；
4）從步驟2）確定的候選添加測點集合中選擇一個點添加到初始測點
中，將第k個自由度添加到測量自由度中，求其模態向量陣的〖(MAC]tj)k矩
陣，并計算其最大非對角元maxk；其中k為自然數；
5）計算f（k）=maxk-max的值；
6）對所有候選測點重復步驟3）至步驟5），得到數組f（i），（i=1，…，<...
【專利技術屬性】
技術研發人員：梁鵬，王曉光，李斌，馬旭明，吳向男，
申請(專利權)人：長安大學，
類型：發明
國別省市：陜西;61
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