桥梁结构模态测试中传感器优化布置的序列法及应用

介绍桥梁结构模态测试中传感器优化布置的序列法,该法以模态置信度MAC矩阵的最大非对角元为目标函数,采用逐步累积或逐步消去的方法对传感器进行优化布置,直到传感器数目最理想、位置最优。最后举例说明了该法在桥梁结构模态测试中的应用。     

基于声发射技术的转体桥转动球铰内部受力状态监测

为了掌握桥梁在转体过程中球铰内部受力状态,优化转动球铰的参数设计,根据声发射技术的特点,提出转体过程声发射技术的基本思路和方法,设计声发射装置和传感器布置方案。通过监测信号频率分析,评价转动球铰内部是否出现异常情况。结果表明,基于各向量组相识程度MAC取值的异常判别准则,认为当实时MAC0.5时存在声信号异常。同时根据声信号时间差确定声异常信号的发生位置。通过工程实例,证明监测方法简便可行。     

基于柔度差平均曲率的悬臂挡墙损伤识别

针对悬臂挡墙的损伤识别问题,提出了基于柔度差平均曲率的挡墙损伤识别方法.该方法引入微分几何理论中曲面上一点的平均曲率概念,通过该点上2个主曲率求其平均曲率.首先利用挡墙损伤前、后模态柔度矩阵求取柔度矩阵差,并以其列元素的平均值作为模态柔度差向量;然后利用中心差分法求得模态柔度差平均曲率作为检测挡墙损伤的新指标(FDMC).通过对悬臂挡墙的数值模拟研究,结果表明:无论对单处损伤还是多处损伤,该指标都能准确地识别挡墙的损伤位置;根据损伤程度和指标FDMC的相互关系进一步确定单元的损伤程度,且具有较高的识别精度.通过与已有的高斯曲率模态差指标进行比较,验证了该指标的有效性和优越性.     

基于EfI法的桥梁模态测试中传感器优化布置

为确定大跨刚性桁架柔性拱桥传感器的最优布置位置,采用ANSYS软件建立全桥有限元模型,分析其动力性能,以模态向量矩阵和有效独立法为准则,在MATLAB环境下开发了三维加速度传感器优化布置工具箱,用于刚性桁架柔性拱桥的传感器优化布置,同时,对桥梁结构模型进行模态试验验证传感器布置方案的合理性.研究结果表明,所选传感器位置能够较好地拟合出桥梁振型,基于EfI的传感器优化布置工具箱对大跨刚性桁架柔性拱桥传感器布置是行之有效的.     

单亲遗传算法在桥梁传感器优化布设中的应用

将单亲遗传算法应用于桥梁结构传感器优化布设。基于模态保证准则和模态能量准则设计了3个适应度函数,提出两步法采用单亲遗传算法在先对传感器进行定量计算的基础上再确定传感器的位置。通过一斜塔斜拉桥的数值模拟计算,证实了单亲遗传算法、提出的两步法及将模态保证和能量进行组合的评价准则的可行性和有效性。     

某异形拱桥模态分析与有限元模型修正

以某异形拱桥为工程背景,对其进行了环境振动试验,利用频域法进行了模态参数识别,获得了前8阶模态;建立了该桥的全桥三维有限元模型,通过参数灵敏度分析选取待优化参数,以频率误差百分比平方和最小为目标函数,基于实测模态数据对有限元模型进行了模型修正。修正后参数取值合理,频率误差明显减小,得到了符合实际的基准有限元模型。     

基于人群搜索算法的桥梁结构传感器优化布置

提出了基于人工搜索算法的桥梁结构传感器优化布置方法,通过间接整数编码方式,解决人群搜索算法处理离散性变量问题的不足,以桥梁模态分析所得模态置信度矩阵为目标函数,利用人群搜索算法利己行为、利他行为、预动行为、不确定推理行为,以拱桥为例,进行传感器的优化布置。并将结果与粒子群算法相比,结果表明,人群搜索算法收敛速度快、精度高,能够较好地解决传感器优化布置问题。     

基于最小工期的施工分包商选择方法

为了正确选择分包商以达到总施工工期最小的目的,提出一种基于最小工期的分包商选择方法.根据工程实际,将工程分解为分部工程和分项工程等多个子工程,并对每个子工程配置可选的分包商方案生成工程分解及分包商关系表达图;进一步建立分包商选择网络模型;通过网络集截理论和邻接矩阵的方法建立分包商选择数学表达式,将施工分包商选择问题转化为以最小工期为目标的分包商组合优化问题;通过基于最佳保留策略的遗传算法,对该组合优化问题进行了求解.以中铁某局159隧道工程为例,验证了该施工分包商选择方法的有效性.     

基于质量线法的汽车动力总成刚体惯性参数的研究与辨识

提出了一种基于模态试验(锤击法)来辨识汽车动力总成各刚体惯性参数的方法(质量线法).该方法首先利用模态试验获得振动加速度的传递函数,然后通过运动学和动力学方程来求出动力总成的质量矩阵及质心位置,进而求出各惯性参数.论述了对动力总成进行模态试验的方法及注意事项.通过与三线扭摆法试验所得结果进行对比,表明了该质量线法辨识动力总成刚体惯性参数的精确性.     

桥梁高墩施工监测传感器优化布设的算法及应用研究

好的传感器布设方案是进行桥梁结构施工监测的基础。本文回顾了常用的传感器优化布设方法和布设目标,提出了传感器初选布设的矩阵算法,结合工程实际。利用Fisher信息矩阵算法,对高墩的传感器布设进行了优化,从复杂的结构模型中选出关键的测点位置,在含噪声环境中实现了对结构状态改变信息的最优采集。     

大跨径钢桁架拱桥健康监测系统传感器优化布置研究

以九江长江大桥主跨钢桁架拱桥为工程背景,以其有限元模型分析结果为基础,基于扩展有效独立法理论进行传感器优化布置,最终形成该桥的健康监测系统传感器测点布置。     

支持向量机模型在膨胀土判别中的应用

膨胀土胀缩等级的评判是膨胀土地区工程建设的重要环节,但膨胀土胀缩性与指标集之间的关系至今尚未完全搞清楚。文中根据支持向量机理论,建立了膨胀土胀缩等级评价的支持向量机评价模型。经实际工程检验,证明该法简便,是可行的。     

基于振型的传感器优化布置与损伤识别

为了对现役桥梁进行正确的状态评估,并对出现的损伤状况进行识别,文中基于有效独立法研究了传感器的优化布置,并采用柔度差法模拟了损伤识别情况.通过算例验证了该方法的有效性.     

A flexible,adaptive traffic network simulation with parameter estimation

This article deals with macroscopic traffic modeling and online parameter estimation suitable for real-time simulation of complex road configurations. A numerical model for the nonlinear hyperbolic transport equation is introduced that works with a fundamental diagram of arbitrary shape and piecewise differentiable, discontinuous initial conditions. Suitable boundary conditions at road inlets and outlets are realized. A method to identify parameters of the underlying fundamental diagram via aggregated traffic sensor data is presented and the Fisher Information Matrix is utilized to optimize traffic sensor placement. The choice of parameterization, sensor placement, and the range of sensor data affect identifiability of the parameters of the fundamental diagram. The results are validated by comparison with a microscopic traffic simulation based on a car-following model.     

基于随机加权自适应容积卡尔曼的电池SOC估计

准确估计锂离子电池荷电状态（SOC）对于突破电动汽车发展瓶颈，推动电动汽车商业化至关重要。针对动力电池模型参数辨识问题，提出基于遗忘因子的递推最小二乘法（FRLS）的模型参数在线识别方法。实时测量动力电池电流和电压数据，在线辨识模型参数并实时更新，实时反映电池内部参数的变化过程，对电池动态特性进行实时模拟。针对容积卡尔曼（CKF）滤波过程中对噪声敏感的问题，提出一种基于随机加权思想的自适应容积卡尔曼滤波（ARWCKF）方法。相比于常规CKF容积点权值始终不变，通过引入随机加权因子，自适应调整容积点权值并对系统噪声、状态向量及观测向量进行预测，抑制系统噪声对状态估计的干扰，避免因容积点权重值固定所带来的误差。针对CKF算法在容积点计算过程中由于状态方差矩阵失去正定性导致的平方根分解无法使用的问题，提出基于奇异值分解的容积点计算方法，克服由于先验协方差矩阵负定性变化而导致的滤波精度下降等问题，并进行多种工况、温度下不同SOC初值的对比验证。结果表明：所提出的基于遗忘因子的递推最小二乘法的在线参数辨识及ARWCKF滤波方法具备良好的估计精度及收敛能力，最大电压估计误差不超过40 mV，SOC估计误差不超过1%。     

结构损伤检测类MAC应变频响函数识别指标的研究

提出基于应变频响函数的参数MACsfrf作为损伤识别指标,并应用于简支板的损伤检测。结果表明,MACsfrf对损伤的敏感程度高于基于振型的MAC。MACsfrf可用于判别结构是否存在损伤以及定性评价损伤。     

汽车车内噪声因素的矢量合成分析法及应用

本文介绍了汽车车内噪声因素实验分析方法中的矢量合成法。在阐述其基本原理及理论的基础上，提出了降低实验误差的改进方法。最后介绍了该方法在产品开发中的实际应用。     

基于声学传递向量法的车内低频噪声分析与控制

基于声学传递向量(ATV)法对声学贡献问题分析进行了分析和讨论;针对某型轿车建立了车内空腔的有限元和边界元模型,并将边界元方法与ATV法结合起来研究了车身板件声学贡献的特点和确定方法;在此基础上对车内噪声进行了分析与控制.     

光纤光栅孔隙水压力计的研制与应用研究

阐述了光纤Bragg光栅(FBG)技术的原理以及传感器的结构设计原理和方法,采用光纤Bragg光栅(FBG)传感技术研制了适合岩土工程使用的光纤光栅孔隙水压力计,对研制的6支光纤光栅孔隙水压力计进行了试验检验并埋设于某高速公路软土路基中试测孔隙水压力以检验研发成果。实践结果表明该仪器克服了常规仪器的某些缺点,并有稳定性好、耐腐蚀等优点,可以较好地应用于岩土工程监测当中。本仪器的研制对于光纤传感技术在岩土工程领域的应用具有积极的推动作用。