一种基于双卡尔曼滤波器实现导管架结构响应估计的方法技术

技术编号:43621157 阅读:21 留言:0更新日期:2024-12-11 15:01
本发明专利技术公开了一种基于双卡尔曼滤波器实现导管架结构响应估计的方法,属于结构健康监测技术领域,步骤包括:根据待测导管架结构信息建立有限元模型;对导管架结构模型进行模态分析,获取模态参数;建立降阶模态振型向量和双卡尔曼滤波器状态矩阵;建立双卡尔曼滤波器观测矩阵;建立导管架结构待观测位置响应估计的双卡尔曼滤波框架,以实测响应作为输入,输出导管架结构的状态向量,得到待测位置的应变响应时程。本发明专利技术采用上述方法,利用导管架结构的降阶数值模态信息,结合多类型响应实测数据,同时考虑荷载对导管架结构状态的影响,通过实施两次卡尔曼滤波过程,准确、快速地估计导管架结构水下疲劳位置的响应时程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及结构健康监测,尤其是涉及一种基于双卡尔曼滤波器实现导管架结构响应估计的方法


技术介绍

1、随着陆上资源储量的耗尽,近些年来,能源开发已经大范围向海洋扩张。海洋工程结构,比如海上石油天然气平台、海上风电场等结构在能源开发及运输领域具有重要作用,而导管架基础在海上固定式结构中已得到广泛应用。然而在长期的服役中,受到恶劣的海洋环境条件和连续循环荷载的影响,包含风荷载和波浪载荷,会导致关键位置出现高周期应变,对导管架结构的疲劳热点处的应变响应时间历程的连续监测对于评估结构的剩余寿命至关重要。

2、受施工条件及监测成本的限制,在役海洋工程结构的传感器网络一般位于水上部分,而疲劳热点位置一般位于水下,利用已知的结构信息及可用实测响应数据估计未观测位置的响应时程,是实现导管架结构疲劳损伤分析的重要途径。

3、卡尔曼滤波是一种基于概率论和数理统计的优化递归数据处理方法,采用由状态方程和观测方程组成的状态空间模型描述滤波器,按照线性无偏最小均方误差估计准则,递归得到系统状态的最优估计。在初始设定中,设置噪声协方差值,抑制了环境噪声及人本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于双卡尔曼滤波器实现导管架结构响应估计的方法,其特征在于,步骤包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于双卡尔曼滤波器实现导管架结构响应估计的方法,其特征在于:所述步骤S2中导管架结构模态参数包括频率、位移振型和应变振型。

3.根据权利要求2所述的一种基于双卡尔曼滤波器实现导管架结构响应估计的方法,其特征在于:所述步骤S3中根据传感器的布设位置及待估计响应的位置结合模态参数建立降阶模态振型向量,位移振型为φ=[x1,x2,x3,...,xn],应变振型为ψ=[y1,y2,y3,...,yn],其中,n为拟布设传感器数量与待测响应个数的总和,xn和yn分别为...

【技术特征摘要】

1.一种基于双卡尔曼滤波器实现导管架结构响应估计的方法,其特征在于,步骤包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于双卡尔曼滤波器实现导管架结构响应估计的方法,其特征在于:所述步骤s2中导管架结构模态参数包括频率、位移振型和应变振型。

3.根据权利要求2所述的一种基于双卡尔曼滤波器实现导管架结构响应估计的方法,其特征在于:所述步骤s3中根据传感器的布设位置及待估计响应的位置结合模态参数建立降阶模态振型向量,位移振型为φ=[x1,x2,x3,...,xn],应变振型为ψ=[y1,y2,y3,...,yn],其中,n为拟布设传感器数量与待测响应个数的总和,xn和yn分别为第n个点位...

【专利技术属性】
技术研发人员:代彤彤
申请(专利权)人:华北电力大学保定
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1