基于力学增强机器学习的结构模态参数识别方法技术

技术编号:41242854 阅读:36 留言:0更新日期:2024-05-09 23:54
本发明专利技术提出基于力学增强机器学习的结构模态参数识别方法。所述方法包括:得到结构时域加速度响应数据和结构响应时频域单源点输入;将数据输入设计好的力学增强模态参数神经网络,利用目标函数求解得到模态响应和振型;提取时域互相关最小化约束神经网络第六层的结果即为各阶模态响应,时域互相关最小化约束神经网络六七层之间的权重即为各阶振型系数;利用模态响应进行傅里叶变换得到结构各阶频率、利用对数衰减技术和曲线拟合得到结构各阶阻尼比。本发明专利技术在PYTHON软件平台上实现了基于机器学习的结构模态参数准确识别,实桥算例的结果表明该方法可以从环境激励下结构的响应数据中得到更多准确的模态参数结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及土木工程结构健康监测、模态力学性质、机器学习等,特别是涉及基于力学增强机器学习的结构模态参数识别方法


技术介绍

1、结构健康监测在土木工程结构中具有重要的作用,而模态参数识别是从振动数据中得到模态参数,在结构健康监测中扮演了重要作用。结构的模态参数(频率、振型、阻尼比)只和结构的物理参数有关,是反应结构状态的重要指标,如果结构发生损伤,会导致模态参数发生改变。模态参是在结构损伤检测、模型修正和更新、结构安全评定中具有重要的作用。

2、模态参数识别方法包括利用输入和输出的模态参数识别方法和仅利用输出的模态参数识别方法。后者由于不需要人工激励,具有较高的实用性,因而应用更广泛。仅利用输出的模态参数识别方法包括时域方法、频域方法和时频域的方法。时域方法利用结构振动时域数据求解结构模态参数,包括协方差驱动的随机子空间识别(covariance-drivenstochastic subspace identification,ssi-cov)方法、数据驱动的随机子空间识别(data-driven stochastic subspace i本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于力学增强机器学习的结构模态参数识别方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标函数为:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述力学增强机器学习神经网络包括互相关最小化约束神经网络和稀疏性约束神经网络两部分。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述稀疏性约束神经网络输入为结构响应时频域的单源点幅值的实部值或虚部值,网络第一层即为输入层,网络2-7层计算方法如下:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,稀疏性约束神经网络第七层求解的是各单源点聚类中心的值,也即各阶模态振...

【技术特征摘要】

1.基于力学增强机器学习的结构模态参数识别方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标函数为:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述力学增强机器学习神经网络包括互相关最小化约束神经网络和稀疏性约束神经网络两部分。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述稀疏性约束神经网络输入为结构响应时频域的单源点幅值的实部值或虚部值,网络第一层即为输入层,网络2-7层计算方法如下:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,稀疏性约束神经网络第七层求解的是各单源点聚类中心的值,也即各阶模态振型值,各单源点聚类中心的值会传递给互...

【专利技术属性】
技术研发人员:鲍跃全刘大伟
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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