[发明专利]一种考虑有界测量误差的桁架结构动载荷识别方法

说明书

本发明公开了一种考虑有界测量误差的桁架结构动载荷识别方法，特点是首先获取桁架结构的材料参数、几何参数、固定方式、待识别动载荷的数量L和作用位置，建立桁架结构的有限元模型，再在桁架结构上预先选定测量区域，由测量人员通过在桁架结构上的测量区域内选定测量点测量获取H个区间位移，并得到区间位移向量的中点向量，随后构造传递函数矩阵，获取区间载荷中点向量和区间载荷半径，从而获得区间载荷时间历程，最终完成待识别动载荷的识别；优点是通过对桁架结构上选定方便直接测量的测量区域内选定测量点测量获取多个区间位移，间接实现对待识别动载荷的识别，识别结果更加可靠，且识别过程简洁方便。

技术领域

本发明涉及一种动载荷识别的技术领域，尤其是一种考虑有界测量误差的桁架结构动载荷识别方法。

背景技术

桁架结构广泛应用于各类军用与民用领域，如高压电塔架等，其分析、设计、优化与控制等都需要精确的外部载荷信息，在诸多工况下，桁架结构所受的动载荷难以直接测量或不可直接测量，如地震载荷、风载荷等；相比较而言，动载荷作用于桁架结构上所产生的响应(如位移响应、速度响应、加速度响应、应变等)则易于测量，从而可以通过测量得到的响应信息与桁架结构的动态特性来识别动载荷；然而，由于测量技术、测量设备等因素限制，在响应信息测量过程中不可避免地存在测量误差，对相同激励作用的同一个桁架结构而言，每次测量得到的响应信息存在一定差异，在有界测量误差条件下桁架结构在任意时刻的响应在一个有界范围内波动，因此采用现有方法通过多次测量得到的动载荷识别结果与对应的真实载荷之间存在的误差具有未知性，所得结果不够可靠，且识别过程也较为复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测量结果可靠、测量过程方便的考虑有界测量误差的桁架结构动载荷识别方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种考虑有界测量误差的桁架结构动载荷识别方法，包括以下步骤：

①获取桁架结构的材料参数、几何参数、固定方式、待识别动载荷的数量L和作用位置，建立桁架结构的有限元模型，定义有限元模型的刚度矩阵为K，定义有限元模型的质量矩阵为M，定义结构阻尼为C，C＝αK+βM，其中，α和β分别是给定的瑞利阻尼参数，定义作用于桁架结构上的待识别动载荷为f⁽¹⁾(t),f⁽²⁾(t),…f^(L)(t)，定义f⁽¹⁾(t)在有限元模型的所有载荷向量中的序号是定义f⁽²⁾(t)在有限元模型的载荷向量中的序号是定义f^(L)(t)在有限元模型的载荷向量中的序号是

②在桁架结构上预先选定测量区域，由测量人员通过在桁架结构上的测量区域内选定测量点测量获取H个区间位移其中H≥L，定义在有限元模型中的位移向量的序号为k₁，在有限元模型位移向量中的序号为k₂，在有限元模型位移向量中的序号为k_H，

将[0,T₀]等分为Q个小时间段，每个小时间段的时间步长表示为Δt，获得Q+1个离散时刻0,Δt,2Δt,…,QΔt，将在每个离散时刻Δt,2Δt,…,QΔt的取值表示为列向量将在离散时刻Δt,2Δt,…,QΔt的取值表示为列向量将在离散时刻Δt,2Δt,…,QΔt的取值表示为列向量将按顺序排列组成一个列向量并定义为区间位移向量y^I，定义y^I的中点向量为y^C；