[发明专利]一种时空窗口下的改进型PCA损伤检测方法

摘要

本发明公开了一种时空窗口下的改进型PCA损伤检测方法，首先，利用数值仿真或者实验手段，在损伤处于不同空间位置的多种工况下，确定不同位置损伤所对应的空间影响范围，进而确定对损伤敏感的结构空间区域，即空间窗口；其次，依据PCA原理确定与外荷载周期有关的时间窗口；最后在确定时间窗口和空间窗口后，对空间窗口内所有测点数据使用PCA方法，以特征向量作为监测指标，实时监测损伤并实现损伤定位。本发明方法是在限定的时间和空间窗口内对结构响应进行PCA分析，从而提高了损伤识别的精度和灵敏度，可利用长期结构监测数据对大跨度实体桥梁或其它结构进行损伤识别。

主权项

1.一种时空窗口下的改进型PCA损伤检测方法，其特征在于：首先，利用数值仿真或者实验手段，在损伤处于不同空间位置的多种工况下，确定不同位置损伤所对应的空间影响范围，进而确定对损伤敏感的结构空间区域，即空间窗口；其次，依据PCA原理确定与外荷载周期有关的时间窗口；最后在确定时间窗口和空间窗口后，对空间窗口内所有测点数据使用PCA方法，以特征向量作为监测指标，实时监测损伤并实现损伤定位；其包括以下步骤：1)通过无损和不同位置损伤多种工况下的响应信息，确定损伤的空间影响范围；根据空间影响范围，进一步在空间上对结构进行区域划分，实现对测点的分组，从而确定空间窗口；2)基于外荷载周期确定PCA分析所采用的时间窗口；3)在限定的空间窗口和时间窗口内，对结构空间窗口范围内测点所采集的响应数据，使用PCA分析，得到对应的特征向量；4)移动时间窗口，计算不同时间窗口下的特征向量，对比分析特征向量随时间的变化，确定有无损伤及损伤出现的时间；5)计算不同空间窗口所对应的特征向量，对比分析不同空间窗口下的特征向量随时间的变化规律，确定损伤出现的位置，从而实现损伤定位。