發(fā)布時間：2018-02-09 08:05

  本文關鍵詞： 健康監(jiān)測 非線性系統(tǒng) 動力響應 荷載識別 模型修正方法　出處：《華中科技大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：作為結構健康監(jiān)測的重要組成部分之一,系統(tǒng)識別技術正在被眾多的學者所關注。在實際工程中,外荷載激勵通常都是未知的,能否正確估計外激勵的形式和大小直接決定了系統(tǒng)識別的精度。另一方面,非線性現象在實際工程結構中普遍存在,對非線性結構采用線性模型進行仿真分析將不可避免地引入誤差。因而,本文針對非線性系統(tǒng),對結構進行荷載識別。本文首先研究了結構中典型的非線性特性,及非線性分析方法。第一,對存在非線性構件的結構系統(tǒng)研究了等價線性化方法,將非線性系統(tǒng)等價成為一個線性系統(tǒng)來求解結構動態(tài)響應,并用于系統(tǒng)識別。第二,本文針對剛度—位移非線性關系以及應力—應變非線性關系,推導了這兩種非線性條件下結構動力分析方法,求解了兩種非線性條件下結構動力響應用于系統(tǒng)識別。最后,采用數值算例驗證了上述兩種非線性分析方法分析結果的正確性與精確度。并應用ANSYS軟件建立了一段90m長的地鐵隧道模型,對此模型進行了非線性分析,研究了此模型在線性條件下和非線性條件下各部位的位移,討論了土體非線性對整體隧道結構的影響。本文研究了一種基于模型修正理論的系統(tǒng)外荷載的識別方法。在狀態(tài)空間域內,將系統(tǒng)外荷載轉化為切比雪夫正交多項式,通過識別切比雪夫正交項的系數,從而完成對系統(tǒng)外荷載的識別。應用該荷載識別理論完成非線性系統(tǒng)荷載識別方法的研究。本文針對實際結構非線性特性,研究了非線性系統(tǒng)的荷載識別方法,避免傳統(tǒng)方法采用線性模型模擬實際結構帶來的誤差,為實際工程結構系統(tǒng)識別提供了一個新的思路。
[Abstract]:As one of the important components of structural health monitoring, system identification technology is being paid attention by many scholars. In practical engineering, external load excitation is usually unknown. The accuracy of system identification is directly determined by whether or not the form and magnitude of external excitation can be correctly estimated. On the other hand, nonlinear phenomena generally exist in practical engineering structures. It is inevitable to introduce errors into the simulation analysis of nonlinear structures by using linear model. Therefore, the load identification for nonlinear systems is carried out in this paper. Firstly, the typical nonlinear characteristics of structures are studied in this paper. First, the equivalent linearization method is studied for structural systems with nonlinear components. The nonlinear system is equivalent to a linear system to solve the structural dynamic response and be used for system identification. In this paper, according to the nonlinear relationship between stiffness and displacement and the nonlinear relation between stress and strain, the dynamic analysis method of structure under these two nonlinear conditions is derived, and the dynamic response of the structure under two nonlinear conditions is solved for the identification of the system. Numerical examples are used to verify the correctness and accuracy of the above two nonlinear analysis methods. A 90m long subway tunnel model is established by using ANSYS software, and the nonlinear analysis of the model is carried out. The displacement of each part of the model under linear and nonlinear conditions is studied. In this paper, the influence of soil nonlinearity on the whole tunnel structure is discussed. In this paper, a method of identifying system external loads based on model modification theory is studied. In the state space domain, the external loads of the system are transformed into Chebyshev orthogonal polynomials. By identifying the coefficients of the Chebyshev orthogonal term, the identification of the external loads of the system is completed. The load identification method of the nonlinear system is studied by using the load identification theory. In this paper, the nonlinear characteristics of the actual structure are studied. The load identification method of nonlinear system is studied to avoid the error caused by the traditional linear model to simulate the actual structure, which provides a new idea for the practical engineering structural system identification.
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU317

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 胡釙,劉嵐,韓進能;非線性系統(tǒng)等效的充分必要條件[J];武漢水利電力大學學報;2000年04期

2 張凌波,吳敏,桂衛(wèi)華;一類具有加法不確定性非線性系統(tǒng)的魯棒性分析[J];中南工業(yè)大學學報(自然科學版);2000年03期

3 范子彥,韓正之;一類非線性系統(tǒng)的監(jiān)督控制[J];上海交通大學學報;2001年02期

4 張友安,梁國強,關新平;非線性系統(tǒng)的遞推設計[J];燕山大學學報;2002年02期

5 劉文定;陳鋒軍;;探究非線性系統(tǒng)實踐教學的新模式[J];中國電力教育;2011年19期

6 阮士貴;;一類變系數非線性系統(tǒng)解的穩(wěn)定性[J];武漢工學院學報;1984年03期

7 馮建農;;非線性系統(tǒng)的近似分析方法[J];電氣傳動;1986年06期

8 叢百章;;根據傳函結構圖對某些非線性系統(tǒng)進行仿真的一種方法[J];沈陽建筑工程學院學報;1987年Z1期

9 孫茂相 ,楊理踐;非線性系統(tǒng)計算機輔助分析研究[J];沈陽工業(yè)大學學報;1988年01期

10 范桂美;;一類非線性系統(tǒng)解的穩(wěn)定性[J];青島建筑工程學院學報;1988年02期

相關會議論文 前10條

1 費樹岷;高為炳;;臨界非線性系統(tǒng)的局部漸近鎮(zhèn)定[A];1994年中國控制會議論文集[C];1994年

2 王成紅;韓兵欣;鄭應平;;連續(xù)非線性系統(tǒng)游蕩不存在條件[A];1998年中國控制會議論文集[C];1998年

3 劉士榮;俞金壽;;非線性系統(tǒng)的最優(yōu)模糊模型與模型魯棒性研究及其應用[A];面向21世紀的科技進步與社會經濟發(fā)展（上冊）[C];1999年

4 彭曉華;屠興漢;;求解模糊非線性系統(tǒng)[A];中國運籌學會模糊信息與模糊工程分會第五屆學術年會論文集[C];2010年

5 賈理群;;非線性系統(tǒng)評價的若干方法研究[A];全國青年管理科學與系統(tǒng)科學論文集（第1卷）[C];1991年

6 韓存武;張競新;顧興源;;輸入受限的非線性系統(tǒng)的自適應鎮(zhèn)定[A];1993中國控制與決策學術年會論文集[C];1993年

7 費樹岷;霍偉;;一類非線性系統(tǒng)的全局漸近跟蹤[A];1995年中國控制會議論文集（上）[C];1995年

8 吳方向;戴冠中;;奇異非線性系統(tǒng)的線性化問題[A];1996年中國控制會議論文集[C];1996年

9 楚天廣;黃琳;;一類飽和非線性系統(tǒng)的全局漸近穩(wěn)定性[A];1997年中國控制會議論文集[C];1997年

10 吳方向;史忠科;楊建軍;戴冠中;;非線性系統(tǒng)的線性化系統(tǒng)之間的關系[A];1997中國控制與決策學術年會論文集[C];1997年

相關重要報紙文章 前1條

1 俞杰邋吳勝 董斌;莫要泛化“非線性”[N];中國國防報;2007年

相關博士學位論文 前10條

1 余衛(wèi)勇;幾類前饋非線性系統(tǒng)的輸出反饋調節(jié)[D];山東大學;2015年

2 胡棟梁;兩類非線性系統(tǒng)隨機顫振和振動共振現象研究[D];南京航空航天大學;2014年

3 楊飛飛;非線性系統(tǒng)基于模式的控制方法研究[D];華南理工大學;2015年

4 池小波;基于模糊模型的非線性系統(tǒng)的網絡化控制和濾波研究[D];山西大學;2014年

5 趙叢然;幾類隨機、時滯非線性系統(tǒng)的鎮(zhèn)定問題研究[D];曲阜師范大學;2015年

6 殷春;非線性系統(tǒng)的動力穩(wěn)定性分析和控制研究[D];電子科技大學;2014年

7 韓彥偉;一類幾何非線性系統(tǒng)的動力學行為及應用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

8 王雷;多輸入/多輸出非線性系統(tǒng)的魯棒控制與調節(jié)[D];浙江大學;2016年

9 苗保彬;不確定下三角非線性系統(tǒng)自適應控制及應用[D];大連海事大學;2016年

10 李東;幾類非線性系統(tǒng)的有限時間控制研究[D];東南大學;2015年

相關碩士學位論文 前10條

1 儲后廣;基于滑模觀測器的非線性系統(tǒng)故障重構方法的研究[D];湖南工業(yè)大學;2015年

2 徐香鳳;幾類非線性系統(tǒng)的無源穩(wěn)定性研究[D];曲阜師范大學;2015年

3 王晨晨;基于動態(tài)面方法的兩類特殊非線性系統(tǒng)的自適應反饋控制[D];曲阜師范大學;2015年

4 方立友;非線性系統(tǒng)的同步控制[D];大連海事大學;2015年

5 宋志寶;高階時滯前饋非線性系統(tǒng)的鎮(zhèn)定問題研究[D];曲阜師范大學;2015年

6 黃亞欣;高階時滯非線性系統(tǒng)的控制方法研究[D];曲阜師范大學;2015年

7 張幸;非線性系統(tǒng)卡爾曼濾波的二階近似方法改進[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

8 莊瑩菲;基于符號計算的非線性系統(tǒng)參數控制器設計[D];電子科技大學;2015年

9 袁曉晴;非線性系統(tǒng)無界解的存在唯一性[D];浙江師范大學;2015年

10 鐘佳成;基于周期間歇控制策略的非線性系統(tǒng)穩(wěn)定與鎮(zhèn)定研究[D];廣西大學;2015年

，

本文編號：1497471