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相似文献
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1.
基于EI及MAC混合算法的斜拉桥传感器优化布置   总被引:6,自引:1,他引:5  
提出一种传感器优化布置算法,结合有效独立法和模态置信保证准则(Modal Assurance Criterion,简称MAC法)的优点,解决了采用MAC法进行传感器优化布置时所遇到的问题.首先,利用列主元QR分解技术得到MAC法确定传感器位置的初始测点,然后用有效独立法确定侯选添加测点的范围,避免了添加测点的盲目性,从侯选测点中选择满足MAC矩阵非对角元素最小的测点,添加到初始测点中,不断循环直至达到要求,上述算法采用matlab7.0编制程序实现.最后,以五河口大桥为研究对象,运用程序对五河口大桥主梁作了不同数目测点方案的传感器优化布置研究.结果表明,混合算法不仅保证了所测向量的MAC矩阵非对角元素值较小,而且具有较好的线性独立性和空间交角.  相似文献   

2.
传感器布置问题对机械结构的故障诊断和状态识别过程有重要意义。利用模态置信度(MAC)算法解决法兰螺纹连接结构故障检测中传感器优化布置问题。首先建立法兰螺纹连接结构的有限元模型,并对其进行模态分析。充分考虑模态分析结果和法兰结构实验的目的,初步选取传感器布置点用以候选。从侯选测点中选择满足MAC矩阵非对角元素最小的测点,添加到初始测点中,不断循环直至达到要求,实现了法兰结构传感器的优化与定位。为振动状态中螺纹连接结构的状态识别提供合理的传感器布置方式。  相似文献   

3.
输电铁塔传感器优化布置有助于采用较少的传感器获得更精确的结构模态信息。建立铁塔顺线路方向和横线路方向上的目标函数,分别为MAC矩阵非主对角元最大值、奇异值比值最大值以及测点模态动能最小值的倒数,将输电铁塔传感器优化布置问题转换为多目标优化Pareto问题,对各目标值进行最小化处理可以获得较优的传感器布置方案。采用结合非支配遗传算法的改进粒子群优化算法对该多目标问题寻优,并与二维有效独立法对比,结果显示本文所提多目标优化兼顾各目标值,可获得较好的布置效果。对一基猫头输电塔进行实测分析,结果表明采用本文方法布置传感器能够获得较好的测量效果。  相似文献   

4.
为解决复杂结构损伤识别中的传感器优化布置问题,以某发射台为研究对象,提出了一种多目标传感器优化布置方法(multi-objective optimum sensor placement,简称MO-OSP)。从结构运动方程出发,推导了同时具有各自由度模态独立性信息、损伤灵敏度信息以及运动能量信息的综合信息矩阵。根据信息熵原理,以协调灵敏度矩阵条件数最小和信息矩阵最大为目标,构造了能够兼顾算法敏感性和鲁棒性的目标函数,进而实现测点优选。采用多个评价准则和损伤识别实例,将所提方法与已有的3种典型传感器优化布置方法进行了对比分析。结果表明,提出的MO-OSP方法能充分满足模态线性独立和损伤敏感性,还具有较强的抗噪声性能,是解决复杂结构损伤识别中传感器优化布置问题的有效方法。  相似文献   

5.
针对结构健康监测的传感器优化布置问题,考虑模态动能和模态应变能对传感器布点选择的影响,提出了一种高能有 效独立法(E-EI),解决了有效独立法(EI)容易丢失能量较大测点的问题。 推导了多能量参数的归一化等效能量矩阵,通过矩 阵对角线元素的大小评价测点的能量分布。 为验证 E-EI 法的有效性和泛化性,进行了空间桁架输电铁塔仿真算例分析以及铁 路尖轨的实验验证,利用 5 种评价准则从测点能量分布、正交性、所含信息量 3 个方面对比分析了 E-EI 法、EI 法以及 3 种 EI 法 的改进方法。 结果表明,E-EI 法与其他改进方法相比同时实现了高能测点筛选以及测点高线性独立性。 其中,布置 12 个传感 器的尖轨实验中 E-EI 法的 MAC 矩阵非对角元素平均值比 EI 法的减少了 5. 48%,模态动能平均值比 EI 法的增长了 133. 27%, 模态应变能比 EI 法的增长了 35. 82%。  相似文献   

6.
为解决起重机械监测传感器布置手段缺失、布置点位搜索效率低,测点不够准确的问题,提出了一种基于和声遗传搜索算法(harmony genetic search algorithm,简称HGSA)的振动传感器布置方法。首先,建立模型进行模态分析,得到各阶位移矩阵,通过参数对比建立最优参数组合;其次,采用随机搜索机制对位移矩阵进行快速搜索得到初步解;然后,通过对初步解进行反复遗传和变异迭代得到最优解;最后,以门式起重机试验装置为对象,采用模态数据分析系统分别对HGSA、和声搜索(harmony search,简称HS)和遗传算法(genetic algorithm,简称GA)得到的传感器布置方案进行对比。结果表明,HGSA得到的测点频率响应函数峰值更大,能够更加有效地反映结构的振动响应。该方法为起重机械振动监测传感器安装提供了一种新手段。  相似文献   

7.
王璋奇  王剑 《仪器仪表学报》2017,38(9):2200-2209
研究输电铁塔结构振动测量用双轴加速度传感器的优化布置问题。以三维模态置信准则(TMAC)为基础,提出一种新的考虑减小冗余度的二维模态置信准则法(RRBMAC法),以实现双轴加速度传感器优化布置,该方法基于改进的二维列主元QR分解获得传感器初始布点,再结合BMAC矩阵非对角元最大值和测点冗余度建立目标函数进行寻优。采用EFI2法和RRBMAC法对钢管塔进行传感器优化布置,采用两个水平方向的模态置信准则和最大奇异值比值对布点方案进行评价,结果显示两种方法的优化效果均首先随传感器数量增加而增强,而后趋于平稳,RRBMAC法较EFI2法能够获得更好的布置效果,且在传感器数目较少的情况下,RRBMAC法即表现出较好的优化能力。另外,采用EFI2法和RRBMAC法对一基格构式输电铁塔进行传感器优化布置,对比分析结果显示RRBMAC法能够获得较好的布置方案。采用优化的传感器布置方式对铁塔进行风振响应实测,并采用NEx T-ERA方法识别铁塔固有频率和阻尼系数,与模态分析结果对比显示NEx T-ERA方法能够提取得到较精确的频率结果。  相似文献   

8.
使用传感器准确、及时的获得起重机结构的健康状态信息,提早预知发展状况,是保证起重机安全运行的前提,对结构庞大的起重机实现特征信息的采集需要优化选择布置点。研究以服役中的桥式起重机实现结构状态监测的传感器的最佳布点为课题,采用有效独立法和MAC优化理论以及有限元软件等,提出了量化比较不同测点方案MAC值的方法,最终实现了给定测点数下的最优布置方案。  相似文献   

9.
针对矩形舵面结构应变模态测试中信噪比低、模态阶次遗漏等问题,研究了应变传感器的优化布置方法。首先,建立应变传感器布置的动力学模型;其次,基于应变振型,研究了有效独立法(effective independence, 简称EI)、MinMAC法(minimize modal assurance criteria,简称MinMAC)和奇异值分解法(singular value decomposition,简称SVD)的应用;最后,利用振动台对矩形舵面模型进行了实验验证。结果表明:测点优化前,应变响应信号缺少第2阶模态信息,应变振型向量正交性差;测点优化后,根据应变响应信号能够准确识别第2阶固有频率和阻尼比,振型向量的正交性得到改善。该优化后结果验证了传感器优化布置的必要性和有效性。  相似文献   

10.
针对某型高射机枪自动机机箱的外表面形状比较复杂,传感器的布置受到结构形状的限制,自动机构件运动的敏感点难以获取,提出了基于模态保证准则与粒子群算法的自动机测点优化配置方法。根据对某型高射机枪自动机的ANSYS有限元模态分析,并针对机枪的模态试验结果,建立了基于模态保证准则的适应度函数,并通过运用粒子群算法优化传感器的配置,解决了自动机机箱振动信号采集过程中测点的选择和优化以及传感器布置数量难以估计和定位困难的问题。  相似文献   

11.
刘福强  张令弥 《机械强度》1999,21(4):241-243
讨论了振动控制中采用试验模态分析技术实现模态滤波器,以获取模态坐标时传感器的优化配置问题,为了使由频响函数所构成的矩阵条件数量小,以减小模态波器误差,提出了一种次优方法。它逐步消除那些对该矩阵条件数贡献最小的传感器可选位置,一直到只剩下希望的传感器数目的位置为止。过种方法简单易行,效率较高,并通过一个空间智能桁架结构的传感器优化配置研究,说明该方法的有效性。  相似文献   

12.
Principal component analysis (PCA) is known as an efficient method for dynamic system identification and diagnosis. This paper addresses a damage diagnosis method based on sensitivities of PCA in the frequency domain for linear-form structures. The aim is not only to detect the presence of damage, but also to localize and to evaluate it. The Frequency response functions measured at different locations on the beam are considered as data for the PCA process. Sensitivities of principal components obtained from PCA to beam parameters are computed and inspected according to the location of sensors; their variation from the healthy state to the damaged state indicates damage locations. The damage can be evaluated next providing that a structural model is available; this evaluation is based on a model updating procedure. It is worth noting that the diagnosis process does not require a modal identification achievement. Both numerical and experimental examples are used for better illustration.  相似文献   

13.
This paper combines analytic hierarchy process (AHP) and quality function deployment (QFD) techniques to support a facility location decision from a requirement perspective. The proposed approach begins by identifying location requirements, followed by the derivation of location evaluating criteria. Then, a central relationship matrix is established to display the degree of relationship between each pair of location requirement and location criterion for the QFD process. The AHP is used to measure the relative importance weighting for each location requirement. The importance degree and the normalised importance degree of each location criterion are then computed using the QFD transformation for constructing the facility location model. The AHP is used to assess the evaluating score for each candidate location for each particular location criterion. Finally, an overall score for each of the candidate locations is computed for the decision-maker to select the optimal location. An example is given to demonstrate how the proposed approach works.  相似文献   

14.
应变传感器优化配置研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
董晓马  张为公 《仪器仪表学报》2006,27(11):1441-1444
传统传感器优化配置准则是以位移模态为目标对传感器的位置进行优化配置,不适用于应变传感器位置的优化。为此,本文针对应变传感器优化配置问题,理论推导出应变模态具有正交性,并以此为基础提出基于应变模态保证准则的虚变传感器优化配置准则,对利用应变模态矩阵信息阵初步拟定出的一小组传感器位置进行了研究。最后以一个复合材料四端简支板为例,对本文方法的可行性进行分析研究,结果表明,本文所建议的方法能更加有效地配置虚变传感器。  相似文献   

15.
以模态置信度矩阵(modal assurance criterion简称MAC)、Fisher信息阵和振型误差为优化准则,采用整数编码遗传算法,探讨了模态挠度法应用中的有限元模型修正和模态挠度计算的传感器优化配置问题。与常用的平分法、有效独立法及基于QR分解的逐步累积法比较,优化配置结果表明,整数编码遗传算法优于上述3种方法。  相似文献   

16.
Artificial lateral line is a multi-sensor system, mimicking the lateral line of fish to perceive the parameters of flow field. However, it can easily lead to information loss or redundancy with limited number of sensors due to unsuitable sensor placement. An optimal weight analysis algorithm is proposed to solve the problem on sensor placement of robotic fish. Firstly, signal features are extracted from the pressure data, which are collected from candidate sensor locations in different conditions. Then the improved distance evaluation is used to assess each feature, and the feature distance factor is regarded as the weight for distinguishing. Combined with the analysis of variance, the contribution vector of sensor locations is obtained. Three indexes selected by the algorithm are introduced to compare the sensor subsets. The results in both simulation and experiment show the effectiveness of the algorithm. The optimal number of sensors on the robotic fish is also studied.  相似文献   

17.
基于PCA与Wilks准则的电子鼻酒类鉴别方法研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
在电子鼻的模式识别方法中,主成分分析(PCA)是常用的方法之一。然而,主成分分析在计算过程中消除了各变量(对应于电子鼻的各测量传感器)问的相关性,这与传感器阵列的交叠感应特性相悖,致使时常无法正确鉴别多组分物品的类别。本文将Eilks准则引入主成分分析中,解决了酒类鉴别中主成分主轴向量的选择问题,实现了3种不同种类酒的正确鉴别,突破了纯粹的主成分分析模式。同时,指出了在用电子鼻鉴别多组分物品的种类时,主成分主轴的选择并非完全按照主成分贡献率的大小来确定的,这为今后的相关研究提供了一些有益的参考。  相似文献   

18.
为解决人机系统方案评价中指标众多、权重客观性难于保证等问题,提出一种基于主成分分析与信息熵的方案评价新方法.采用主成分分析法约简评价指标体系,对原始数据矩阵进行标准化以去除量纲,建立标准化数据矩阵的相关矩阵并求其特征值,利用特征值计算方差贡献率和累计方差贡献率并确定主成分的个数.同时,引入信息熵方法对约简后的指标体系进行客观赋权,通过计算评价指标的熵值和差异系数求得指标客观权重,进而求取各方案的综合得分并完成设计方案的评价.最后,以煤矿用防突钻机的方案评价为例,对提出的方法进行了验证.  相似文献   

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