結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)充當(dāng)結(jié)構(gòu)的聽診器,是大跨橋梁結(jié)構(gòu)服役安全性、穩(wěn)定性的保障,而傳感器優(yōu)化布置是橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)中科學(xué)研究的重點(diǎn)。在傳感器優(yōu)化布置方面,國內(nèi)外提出的評價(jià)準(zhǔn)則數(shù)目繁多,且原始理論公式較為復(fù)雜。考慮到方便實(shí)際工程現(xiàn)場的傳感器布設(shè),本課題開發(fā)一款支持物理模型重構(gòu)、測點(diǎn)選取標(biāo)注、測點(diǎn)優(yōu)化計(jì)算、結(jié)果可視化顯示、快速生成報(bào)告的MATLAB工具箱軟件,即OSPS工具箱（Optimal Sensor Placement Strategy Toolbox）,用于指導(dǎo)工程人員在實(shí)際工程中進(jìn)行測點(diǎn)優(yōu)化布置,提供決策依據(jù)。本文主要研究工作如下:（1）系統(tǒng)地歸納國內(nèi)外應(yīng)用于大跨橋梁傳感器優(yōu)化布置的評價(jià)準(zhǔn)則,依據(jù)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)意義為單目標(biāo)優(yōu)化評價(jià)準(zhǔn)則和多目標(biāo)優(yōu)化評價(jià)準(zhǔn)則。其中,單目標(biāo)優(yōu)化準(zhǔn)則依據(jù)目標(biāo)函數(shù)的工程意義將其分為三大類,即結(jié)構(gòu)振動(dòng)信號最強(qiáng)、模態(tài)重構(gòu)效果最佳、參數(shù)識別誤差最小;多目標(biāo)優(yōu)化準(zhǔn)則可分為常用多目標(biāo)準(zhǔn)則及帕累托多目標(biāo)準(zhǔn)則。本課題對上述準(zhǔn)則逐一進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn),形成獨(dú)立運(yùn)行的MATLAB腳本文件。（2）依托于MATLAB GUI開發(fā)平臺,設(shè)計(jì)OSPS工具箱的界面布局及功能模塊。從用戶需求端入手,... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 大跨橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測測點(diǎn)優(yōu)化布置意義和研究現(xiàn)狀
        1.2.1 大跨橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測重要性及系統(tǒng)組成
        1.2.2 大跨橋梁測點(diǎn)優(yōu)化布置的意義及研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 大跨橋梁測點(diǎn)布置的評價(jià)準(zhǔn)則及計(jì)算方法
    2.1 單目標(biāo)的測點(diǎn)優(yōu)化布置評價(jià)準(zhǔn)則歸納
        2.1.1 結(jié)構(gòu)振動(dòng)信號最強(qiáng)
        2.1.2 參數(shù)識別誤差最小
        2.1.3 模態(tài)重構(gòu)效果最佳
    2.2 多目標(biāo)的測點(diǎn)優(yōu)化布置評價(jià)準(zhǔn)則歸納
        2.2.1 常用多目標(biāo)測點(diǎn)優(yōu)化布置評價(jià)準(zhǔn)則
        2.2.2 基于帕累托理論的多目標(biāo)測點(diǎn)評價(jià)準(zhǔn)則
    2.3 常用的測點(diǎn)優(yōu)化布置計(jì)算方法歸納
    2.4 本章小結(jié)
3 測點(diǎn)優(yōu)化布置工具箱的整體架構(gòu)及功能模塊設(shè)計(jì)
    3.1 開發(fā)背景及相關(guān)軟件概述
    3.2 整體架構(gòu)設(shè)計(jì)概述
    3.3 主要功能模塊設(shè)計(jì)
    3.4 后臺工作流程設(shè)計(jì)
    3.5 本章小結(jié)
4 測點(diǎn)優(yōu)化布置工具箱的各功能模塊開發(fā)
    4.1 引言
    4.2 圖形用戶界面開發(fā)
        4.2.1 有限元模型重構(gòu)模塊開發(fā)
        4.2.2 待測點(diǎn)選取標(biāo)注模塊開發(fā)
        4.2.3 視圖旋轉(zhuǎn)與縮放模塊開發(fā)
        4.2.4 測點(diǎn)視圖區(qū)控制模塊開發(fā)
        4.2.5 結(jié)果與報(bào)告輸出模塊開發(fā)
    4.3 優(yōu)化布置計(jì)算界面開發(fā)
        4.3.1 單目標(biāo)評價(jià)準(zhǔn)則模塊開發(fā)
        4.3.2 常用多目標(biāo)評價(jià)準(zhǔn)則模塊開發(fā)
        4.3.3 帕累托多目標(biāo)評價(jià)準(zhǔn)則模塊開發(fā)
    4.4 基于Benchmark模型的測點(diǎn)優(yōu)化工具箱運(yùn)行實(shí)例
    4.5 本章小結(jié)
5 測點(diǎn)優(yōu)化布置工具箱的驗(yàn)證與實(shí)際工程應(yīng)用
    5.1 基于某實(shí)橋有限元模型的工具箱驗(yàn)證實(shí)例
        5.1.1 伯官大橋工程簡介
        5.1.2 伯官大橋有限元模型介紹
        5.1.3 伯官大橋有限元模態(tài)分析
        5.1.4 工具箱計(jì)算流程及結(jié)果對比分析
    5.2 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 本文主要結(jié)論
    6.2 對未來研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文等情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于分級免疫螢火蟲算法的橋梁振動(dòng)傳感器優(yōu)化布置研究[J]. 楊振偉,周廣東,伊廷華,李宏男.  工程力學(xué). 2019(03)
[2]傳感器優(yōu)化布置的距離系數(shù)-Fisher信息準(zhǔn)則[J]. 董小圓,彭珍瑞,殷紅,董海棠.  智能系統(tǒng)學(xué)報(bào). 2017(01)
[3]一種多目標(biāo)傳感器優(yōu)化布置方法及其應(yīng)用[J]. 李世龍,馬立元,李永軍,王天輝.  振動(dòng).測試與診斷. 2016(06)
[4]Multi-type sensor placement and response reconstruction for structural health monitoring of long-span suspension bridges[J]. You-Lin Xu,Xiao-Hua Zhang,Songye Zhu,Sheng Zhan.  Science Bulletin. 2016(04)
[5]大跨斜拱橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J]. 李宏男,田亮,伊廷華,任亮.  振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2015(04)
[6]基于橋梁健康監(jiān)測的傳感器優(yōu)化布置研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 梁鵬,李斌,王曉光,吳向男,陳文強(qiáng).  建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2014(01)
[7]沈陽伯官大橋提籃拱部分結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)研究[J]. 鄧昌寧.  北方交通. 2014(01)
[8]基于自適應(yīng)猴群算法的傳感器優(yōu)化布置方法研究[J]. 伊廷華,張旭東,李宏男.  振動(dòng)與沖擊. 2013(23)
[9]試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析最佳測試點(diǎn)選取方法的優(yōu)化[J]. 榮雙龍,李傳日,徐飛,馬甜.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[10]基于改進(jìn)猴群算法的傳感器優(yōu)化布置方法研究[J]. 伊廷華,張旭東,李宏男.  計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2013(02)

碩士論文
[1]基于帕累托優(yōu)化的傳感器多目標(biāo)布設(shè)方法研究[D]. 農(nóng)少校.大連理工大學(xué) 2018
[2]基于鴿群算法的傳感器優(yōu)化布置方法研究[D]. 溫凱方.大連理工大學(xué) 2016
[3]結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測多尺度有限元模型修正方法[D]. 陳露.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]基于智能算法的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測傳感器優(yōu)化配置研究[D]. 趙宇.蘭州交通大學(xué) 2014
[5]基于粒子群算法的斜拉橋傳感器優(yōu)化布置研究[D]. 沈顯龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[6]結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中多維傳感器的優(yōu)化布置方法研究[D]. 王相.大連理工大學(xué) 2013



本文編號：3559973