基于AR模型的分布式損傷診斷方法研究

紀幸樂

摘 要： 現今結構健康監測中采用的損傷診斷方法大多僅能在程度上對損傷進行相對判斷，不能準確的判斷損傷產生的數值。從適用于剪切型框架結構的AR模型損傷識別方法出發進行研究。首先，建立結構響應信號的AR模型，通過提取AR模型的自回歸系數達到結構剛度識別的目的，以剛度值作為判定結構損傷程度的定量指標；最后為證明上述方法的可行性，利用ASCE Benchmark仿真模型進行了數值模擬。結果表明：該方法能夠精確的定位損傷及進行損傷程度判斷。

關鍵詞： 損傷診斷； 分布式； AR模型； 框架結構

中圖分類號： TU 317 文獻標志碼： A 文章編號： 1671-2153（2017）06-0082-04

1 問題提出

結構損傷診斷技術，以識別結構的實際性態，建立更準確的結構分析模型為目的。準確的結構模型一方面可以更精確地預測實際系統的響應，并為結構可能出現的失效路徑和模式提供參考。

AR模型損傷識別方法的思路是根據系統的響應數據建立自回歸模型，以模型的自回歸系數或殘差量構造損傷指標來達到結構損傷識別的目的[1]。其中具有代表性有：Sohn等[2]根據損傷前后模型殘差的變化實現系統的損傷識別；Nair 等[3]根據結構振動響應信號建立了AR模型，實現了結構的損傷識別和定位；馬高等[4]建立了ARMA模型，通過ASCE benchmark標準結構進行數值模擬，證明了該方法的可行性和有效性。

但現有的AR模型損傷識別方法存在識別精度差、抗噪能力弱、所需模型輸入值多等多個問題，并且現存的方法大多僅能在程度上對損傷進行相對判斷，不能準確的判斷損傷產生的數值。……