一種基于信息融合技術(shù)的損傷診斷方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于信息融合技術(shù)的損傷診斷方法，梁的各階的節(jié)點(diǎn)的振型差值轉(zhuǎn)化為各階節(jié)點(diǎn)的損傷概率分布后，利用D-S證據(jù)理論的信息融合技術(shù)，將灰關(guān)聯(lián)曲率絕對(duì)差和轉(zhuǎn)角振型差值進(jìn)行融合后，直觀的得到各梁的損傷位置和損傷程度。本發(fā)明的方法揭示經(jīng)灰關(guān)聯(lián)處理后，過(guò)濾了非損傷節(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)果的影響；灰關(guān)聯(lián)絕對(duì)曲率差的自身融合結(jié)果，較轉(zhuǎn)角振型絕對(duì)差值自身融合結(jié)果效果要好；利用綜合診斷技術(shù)較單一的損傷識(shí)別效果要好，特別是對(duì)于大型、復(fù)雜的土木工程結(jié)構(gòu)，借助綜合診斷，利用各種檢測(cè)手段或評(píng)估方法的疊加，可以更容易識(shí)別出損傷的位置；特別對(duì)結(jié)構(gòu)的在線實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)具有重要的意義。
【專利說(shuō)明】一種基于信息融合技術(shù)的損傷診斷方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)損傷診斷【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于信息融合技術(shù)的損傷診斷 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 信息融合這一詞最先源于美國(guó)軍事系統(tǒng)建設(shè)的需求，從20世紀(jì)90年代以來(lái)，信息 融合技術(shù)的研究迎來(lái)了世界性的熱潮，并在理論和工程實(shí)踐都取得了重大突破，已經(jīng)發(fā)展 成為新的研究領(lǐng)域，信息融合，又稱多傳感器數(shù)據(jù)融合，其基本思想是在充分利用不同時(shí)間 與空間的多傳感器信息資源的同時(shí)，在一定準(zhǔn)則下，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)按時(shí)序獲得的多傳 感器觀測(cè)信息加以自動(dòng)分析、綜合、支配和使用，獲得被測(cè)對(duì)象的一致性解釋或描述，來(lái)完 成所需的決策和估計(jì)任務(wù)，并使系統(tǒng)獲得比它的各組成部分更優(yōu)越的性能。
[0003] 信息融合研究?jī)?nèi)容具有廣泛性和多樣性，以軍事為目的信息融合技術(shù)也可以用于 工業(yè)和農(nóng)業(yè)，諸如城市規(guī)劃，資源管理，氣候、作物及地質(zhì)分析等，作為不確定性推理的方 法，在信息融合理論中，Dempster-Shafer(D-S)證據(jù)理論和貝葉斯（Bayesian)推理都是常 用的方法，D-S證據(jù)理論被認(rèn)為是Bayesian理論的推廣。
[0004] D-S證據(jù)理論：
[0005]D-S證據(jù)理論又稱Dempster-Shafer數(shù)據(jù)理論或信任函數(shù)理論，是由Dempster于 1967年提出的，Shafer于1976年對(duì)此做了系統(tǒng)發(fā)展，經(jīng)過(guò)幾十年的研究和發(fā)展，該理論得 到了國(guó)際學(xué)術(shù)界的承認(rèn)，證據(jù)理論的主要特點(diǎn)就是可以通過(guò)證據(jù)的積累逐步縮小假設(shè)集， 證據(jù)理論的基本策略是將證據(jù)集合劃分成兩個(gè)或多個(gè)部分，并利用它們分別對(duì)辨識(shí)框架獨(dú) 立進(jìn)行判斷，然后用Dempster組合規(guī)劃，將它們組合起來(lái)，D-S證據(jù)組合規(guī)則是證據(jù)理論的 核心內(nèi)容，其原理是在證據(jù)積累的過(guò)程中計(jì)算多個(gè)證據(jù)對(duì)假設(shè)的綜合影響，即判別在多個(gè) 證據(jù)作用下假設(shè)成立的綜合信任程度，更具體地說(shuō)就是從多角度綜合多方面的證據(jù)，用對(duì) 同一問(wèn)題進(jìn)行信息融合的數(shù)學(xué)方法，從而使人們對(duì)問(wèn)題的判決更理性，更可靠。
[0006] D-S證據(jù)理論的基本內(nèi)涵和合成規(guī)則：
[0007] D-S證據(jù)理論是一種不確定的推理理論，其首先定義了一個(gè)辨識(shí)框架或空間T，該 空間由一些互斥且窮舉的元素組成，且對(duì)于問(wèn)題域中的任何命題A，都應(yīng)包含于乂丨乂是丁的 一切子集所構(gòu)成的集合，〇為空集）；

【權(quán)利要求】
1. 一種基于信息融合技術(shù)的損傷診斷方法，其特征在于，該基于信息融合技術(shù)的損傷 診斷方法包括：對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)試驗(yàn)，得到結(jié)構(gòu)的振型等模態(tài)參數(shù)，推導(dǎo)得到其轉(zhuǎn)角振型與 曲率模態(tài)，經(jīng)灰關(guān)聯(lián)處理，梁的各階的節(jié)點(diǎn)的振型差值轉(zhuǎn)化為各階節(jié)點(diǎn)的損傷概率分布，利 用D-S證據(jù)理論的信息融合技術(shù)，將灰關(guān)聯(lián)曲率絕對(duì)差和轉(zhuǎn)角振型差值進(jìn)行融合后，直觀 的得到各梁的損傷位置和損傷程度。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于信息融合技術(shù)的損傷診斷方法，其特征在于，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行 模態(tài)試驗(yàn)，利用模態(tài)試驗(yàn)獲得系統(tǒng)的平動(dòng)響應(yīng)，再根據(jù)模態(tài)分析得到系統(tǒng)的平動(dòng)模態(tài)參數(shù)， 得到結(jié)構(gòu)的振型等模態(tài)參數(shù)。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于信息融合技術(shù)的損傷診斷方法，其特征在于，利用平動(dòng)振 型曲線的一次導(dǎo)數(shù)得到其轉(zhuǎn)角振型，梁彎曲變形曲線曲率與位移的關(guān)系推導(dǎo)曲率模態(tài)。
4. 如權(quán)利要求1所述的基于信息融合技術(shù)的損傷診斷方法，其特征在于，利用灰關(guān)聯(lián) 系數(shù)的量化模型，計(jì)算灰關(guān)聯(lián)絕對(duì)曲率差。
5. 如權(quán)利要求1所述的基于信息融合技術(shù)的損傷診斷方法，其特征在于，利用D-S證據(jù) 理論的信息融合技術(shù)，將灰關(guān)聯(lián)曲率絕對(duì)差和轉(zhuǎn)角振型差值進(jìn)行融合。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104318097SQ201410553423
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】陳振富, 劉巍, 甘元初, 陶秋旺, 劉君 申請(qǐng)人:陳振富