欧美在线观看视频网站,亚洲熟妇色自偷自拍另类,啪啪伊人网,中文字幕第13亚洲另类,中文成人久久久久影院免费观看 ,精品人妻人人做人人爽,亚洲a视频

有支座沉降時(shí)基于角度監(jiān)測(cè)的索系統(tǒng)的遞進(jìn)式健康監(jiān)測(cè)方法

文檔序號(hào):6089336閱讀:186來源:國(guó)知局

專利名稱::有支座沉降時(shí)基于角度監(jiān)測(cè)的索系統(tǒng)的遞進(jìn)式健康監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
:斜拉橋、懸索橋、桁架結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)有一個(gè)共同點(diǎn),就是它們有許多承受拉伸載荷的部件,如斜拉索、主纜、吊索、拉桿等等,該類結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)是以索、纜或僅承受拉伸載荷的桿件為支承部件,為方便起見本發(fā)明將該類結(jié)構(gòu)表述為"索結(jié)構(gòu)"。在有支座沉降時(shí),本發(fā)明公開了一種遞進(jìn)式方法、基于角度監(jiān)測(cè)來識(shí)別索結(jié)構(gòu)的支承系統(tǒng)(指所有承載索、及所有起支承作用的僅承受拉伸載荷的桿件,為方便起見,本專利將該類結(jié)構(gòu)的全部支承部件統(tǒng)一稱為"索系統(tǒng)",但實(shí)際上索系統(tǒng)不僅僅指支承索,也包括僅承受拉伸載荷的桿件)中的受損索(對(duì)桁架結(jié)構(gòu)就是指受損的僅承受拉伸載荷的桿件)的方法,屬工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
:索系統(tǒng)通常是索結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵組成部分,它的失效常常帶來整個(gè)結(jié)構(gòu)的失效,基于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)來識(shí)別索結(jié)構(gòu)的索系統(tǒng)中的受損索(如前所述也指僅承受拉伸載荷的桿件)是一種極具潛力的方法。索系統(tǒng)的健康狀態(tài)發(fā)生變化后,會(huì)引起結(jié)構(gòu)的可測(cè)量參數(shù)的變化,例如引起過索結(jié)構(gòu)的每一點(diǎn)的任意假想直線的角度坐標(biāo)的變化(例如結(jié)構(gòu)表面任意一點(diǎn)的切平面中的任意一根過該點(diǎn)的直線的角度坐標(biāo)的變化,或者結(jié)構(gòu)表面任意一點(diǎn)的法線的角度坐標(biāo)的變化),實(shí)際上結(jié)構(gòu)角度的變化包含了索系統(tǒng)的健康狀態(tài)信息,也就是說可以利用結(jié)構(gòu)角度數(shù)據(jù)判斷結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài),可以基于角度監(jiān)測(cè)(本發(fā)明將被監(jiān)測(cè)的角度數(shù)據(jù)稱為"被監(jiān)測(cè)量",后面提到"被監(jiān)測(cè)量"就是指被監(jiān)測(cè)的角度數(shù)據(jù))來識(shí)別受損索,被監(jiān)測(cè)量除了受索系統(tǒng)健康狀態(tài)的影響外,還會(huì)受索結(jié)構(gòu)支座沉降(常常會(huì)發(fā)生)的影響,目前還沒有一種公開的、有效的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和方法解決了此問題。在有支座沉降時(shí),為了能對(duì)索結(jié)構(gòu)的索系統(tǒng)的健康狀態(tài)有可靠的監(jiān)測(cè)和判斷,必須有一個(gè)能夠合理有效的建立索結(jié)構(gòu)的角度數(shù)據(jù)的變化同索系統(tǒng)中所有索的健康狀況間的關(guān)系的方法,基于該方法建立的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以給出更可信的索系統(tǒng)的健康評(píng)估。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本發(fā)明的目的是在索結(jié)構(gòu)支座有沉降時(shí),針對(duì)索結(jié)構(gòu)中索系統(tǒng)的健康監(jiān)測(cè)問題,提供一種有支座沉降時(shí)基于角度監(jiān)測(cè)的索系統(tǒng)的遞進(jìn)式健康監(jiān)測(cè)方法。技術(shù)方案本發(fā)明由兩大部分組成。分別是一、建立索系統(tǒng)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所需的知識(shí)庫和參量的方法,以及基于知識(shí)庫(含參量)和實(shí)測(cè)索結(jié)構(gòu)的角度及實(shí)測(cè)索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)的索系統(tǒng)遞進(jìn)式健康狀態(tài)評(píng)估方法;二、健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件和硬件部分。本發(fā)明的第一部分建立索系統(tǒng)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所需的知識(shí)庫和參量的方法,以及基于知識(shí)庫(含參量)和實(shí)測(cè)索結(jié)構(gòu)的角度及實(shí)測(cè)索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)的索系統(tǒng)遞進(jìn)式健康狀態(tài)評(píng)估方法??砂慈缦虏襟E依次循環(huán)往復(fù)地、遞進(jìn)式進(jìn)行,以獲得更準(zhǔn)確的索系統(tǒng)的健康狀態(tài)評(píng)估。立或已建立本次循環(huán)開始時(shí)的索系統(tǒng)初始損傷向量d,(i=1,2,3,…)、建立索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。(例如有限元基準(zhǔn)模型,在本發(fā)明中A。是不變的)、建立索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。(例如有限元基準(zhǔn)模型,在每一次循環(huán)中A"。是不斷更新的)、建立索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A1(例如有限元基準(zhǔn)模型,i=1,2,3,…)。字母i除了明顯地表示步驟編號(hào)的地方外,在本發(fā)明中字母i僅表示循環(huán)次數(shù),即第i次循環(huán)。設(shè)索系統(tǒng)中共有N根索,第i次循環(huán)開始時(shí)需要的索系統(tǒng)初始損傷向量記為d。i(如式(1)所示),用d。i表示該次循環(huán)開始時(shí)索結(jié)構(gòu)(用力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Ai表示)的索系統(tǒng)的健康狀態(tài)。4丫(1)式(1)中di。j(i=1,2,3,…;j=1,2,3,.......,N)表示第i次循環(huán)開始時(shí)、力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A1中的索系統(tǒng)的第j根索的初始損傷值,di。j為0時(shí)表示第j根索無損傷,為100%時(shí)表示該索徹底喪失承載能力,介于0與100%之間時(shí)表示第j根索喪失相應(yīng)比例的承載能力。第一次循環(huán)開始時(shí)建立索系統(tǒng)初始損傷向量(依據(jù)式(1)記為d1。)時(shí),利用索的無損檢測(cè)數(shù)據(jù)等能夠表達(dá)索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)建立索系統(tǒng)初始損傷向量d1。。如果沒有索的無損檢測(cè)數(shù)據(jù)及其他能夠表達(dá)索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)時(shí),或者可以認(rèn)為結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)為無損傷狀態(tài)時(shí),向量d1。的各元素?cái)?shù)值取0。第i次(i=2,3,4,5,6…)循環(huán)開始時(shí)需要的索系統(tǒng)初始損傷向量是在前一次(即第i-l次,i=2,3,4,5,6…)循環(huán)結(jié)束前計(jì)算獲得的,具體方法在后文敘述。第i次循環(huán)開始時(shí)需要建立的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型或已建立的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型記為A、根據(jù)索結(jié)構(gòu)竣工之時(shí)的索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)(包括索的無損檢測(cè)數(shù)據(jù)等能夠表達(dá)索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)形狀數(shù)據(jù)、索力數(shù)據(jù)、拉桿拉力數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)模態(tài)數(shù)據(jù)等實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)斜拉橋、懸索橋而言是橋的橋型數(shù)據(jù)、索力數(shù)據(jù)、橋的模態(tài)數(shù)據(jù)、)和設(shè)計(jì)圖、竣工圖,利用力學(xué)方法(例如有限元法)建立A。;如果沒有索結(jié)構(gòu)竣工之時(shí)的結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),那么就在建立健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)前對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)測(cè),得到索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)(包括索結(jié)構(gòu)形狀數(shù)據(jù)、索力數(shù)據(jù)、拉桿拉力數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)模態(tài)數(shù)據(jù)等實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)斜拉橋、懸索橋而言是橋的橋型數(shù)據(jù)、索力數(shù)據(jù)、橋的模態(tài)數(shù)據(jù)、索的無損檢測(cè)數(shù)據(jù)等能夠表達(dá)索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)),根據(jù)此數(shù)據(jù)和索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖、竣工圖,利用力學(xué)方法(例如有限元法)建立A。。不論用何種方法獲得A。,基于A。計(jì)算得到的索結(jié)構(gòu)計(jì)算數(shù)據(jù)(對(duì)斜拉橋、懸索橋而言是橋的橋型數(shù)據(jù)、索力數(shù)據(jù)、橋的模態(tài)數(shù)據(jù))必須非常接近其實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),誤差一般不得大于5%。這樣可保證利用A。計(jì)算所得的模擬情況下的應(yīng)變計(jì)算數(shù)據(jù)、索力計(jì)算數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)形狀計(jì)算數(shù)據(jù)和位移計(jì)算數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)角度數(shù)據(jù)等,可靠地接近所模擬情況真實(shí)發(fā)生時(shí)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。對(duì)應(yīng)于A。的索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)組成初始索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U。。A。和U。是不變的,只在第一次循環(huán)開始時(shí)建立。第一次循環(huán)開始時(shí)建立的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型記為A、A、就等于A。。第i次(i=2,3,4,5,6…)循環(huán)開始時(shí)需要的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A、是在前一次(即第i-l次,i=2,3,4,5,6…)循環(huán)結(jié)束前計(jì)算獲得的,具體方法在后文敘述。已有力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型W和索系統(tǒng)初始損傷向量d、后,模型A1中的各索的損傷由向量d1。表達(dá)。在A1的基礎(chǔ)上,將所有索的損傷變更為0,力學(xué)模型A1更新為一個(gè)所有索的損傷都為0的力學(xué)模型(記為A°),力學(xué)模型A°實(shí)際上是完好無損的索結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的力學(xué)模型。不妨稱模型A°為索結(jié)構(gòu)的無損傷模型A°。"結(jié)構(gòu)的全部被監(jiān)測(cè)的角度數(shù)據(jù)"由結(jié)構(gòu)上K個(gè)指定點(diǎn)的、過每個(gè)指定點(diǎn)的L個(gè)指定直線的、每個(gè)指定直線的H個(gè)角度坐標(biāo)分量來描述,結(jié)構(gòu)角度的變化就是所有指定點(diǎn)的、所有指定直線的所有指定的角度坐標(biāo)分量的變化。每次共有M(M二KXLXH)個(gè)角度坐標(biāo)分量測(cè)量值或計(jì)算值來表征結(jié)構(gòu)的角度信息。K和M不得小于支承索的數(shù)量N。為方便起見,在本發(fā)明中將"結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測(cè)的角度數(shù)據(jù)"簡(jiǎn)稱為"被監(jiān)測(cè)量"。本發(fā)明用"被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量Ci。"(i=1,2,3,…)表示第i次(i=1,2,3,4,5,6…)循環(huán)開始時(shí)所有指定的被監(jiān)測(cè)量的初始值(參見式(2)),Ci。的全稱為"第i次循環(huán)被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量"。C卜[C么C:2C"C:丫(2)式(2)中C^(i=1,2,3,…;k=1,2,3,.,M;M>N;)是第i次循環(huán)開始時(shí)、索結(jié)構(gòu)中第k個(gè)被監(jiān)測(cè)量。向量Ci。是由前面定義的M個(gè)被監(jiān)測(cè)量依據(jù)一定順序排列而成,對(duì)此排列順序并無特殊要求,只要求后面所有相關(guān)向量也按此順序排列數(shù)據(jù)即可。第一次循環(huán)開始時(shí),"第1次循環(huán)被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量C、"(見式(2))由實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)組成,由于根據(jù)模型A1計(jì)算所得被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值可靠地接近于相對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)數(shù)值,在后面的敘述中,將用同一符號(hào)來表示該計(jì)算值組成向量和實(shí)測(cè)值組成向量。第i次(i=2,3,4,5,6…)循環(huán)開始時(shí)需要的"第i次循環(huán)被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量CV',是在前一次(即第i-l次,i=2,3,4,5,6-)循環(huán)結(jié)束前計(jì)算獲得的,具體方法在后文敘述。第二步在索結(jié)構(gòu)服役過程中,在每一次循環(huán)中,不斷實(shí)測(cè)獲得索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)(所有數(shù)據(jù)組成當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量U",向量U"的定義方式與向量U。相同)。為方便起見,對(duì)于第i次循環(huán),將上一次更新當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型時(shí)的索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)記為當(dāng)前索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U"。。建立和更新A"。的方法是在每一次循環(huán)的開始時(shí)刻,索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。就等于A1(i=1,2,3,4,5,6…)。在索結(jié)構(gòu)服役過程中,不斷實(shí)測(cè)獲得索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)得到當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量U",如果U"等于U"。,則不需要對(duì)A"。進(jìn)行更新;如果U"不等于U"。,則需要對(duì)A"。進(jìn)行更新,此時(shí)U"與U。的差就是索結(jié)構(gòu)支座關(guān)于初始位置(對(duì)應(yīng)于A。)的支座位移(用支座位移向量V表示支座位移,在重力方向的位移就是支座沉降)。更新A"。的方法是在A。的基礎(chǔ)上令索的健康狀況為索系統(tǒng)初始損傷向量d:再進(jìn)一步對(duì)A。中的索結(jié)構(gòu)支座施加當(dāng)前支座位移約束,當(dāng)前支座位移約束的數(shù)值就取自當(dāng)前支座位移向量V中對(duì)應(yīng)元素的數(shù)值,對(duì)A。中的索結(jié)構(gòu)支座施加當(dāng)前支座位移約束后,最終得到的就是更新的當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。,更新A"。的同時(shí),U"。所有元素?cái)?shù)值也用U"所有元素?cái)?shù)值代替,即更新了U"。,這樣就得到了正確地對(duì)應(yīng)于A"。的U"。。第三步每一次循環(huán)需建立"單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣"和"名義單位損傷向量",第i次循環(huán)建立的"單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣"記為AC、i=1,2,3,…)。第i次循環(huán)建立的"名義單位損傷向量"記為Diu。在每一次循環(huán)中ACi和Diu是不斷更新的,即在8更新當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。的同時(shí),更新索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ACi和名義單位損傷向量"記為Diu。建立和更新更新索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣Ae和名義單位損傷向量"記為D、的過程如下在索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次計(jì)算,計(jì)算次數(shù)數(shù)值上等于所有索的數(shù)量。每一次計(jì)算假設(shè)索系統(tǒng)中只有一根索在原有損傷(原有損傷可以為O,也可以不為O)的基礎(chǔ)上再增加單位損傷(例如取5%、10%、20%或30%等損傷為單位損傷)。為方便計(jì)算,每一次循環(huán)中設(shè)定單位損傷時(shí)可以都是把該次循環(huán)開始時(shí)的結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)當(dāng)成是完全健康的,并在此基礎(chǔ)上設(shè)定單位損傷(在后續(xù)步驟中、計(jì)算出的、索的損傷數(shù)值-一稱為名義損傷di。(i=1,2,3,…),都是相對(duì)于將該次循環(huán)開始時(shí)的、將索的健康狀態(tài)當(dāng)成是完全健康而言的,因此必須依據(jù)后文給出的公式將計(jì)算出的名義損傷換算成真實(shí)損傷。)。同一次循環(huán)的每一次計(jì)算中出現(xiàn)損傷的索不同于其它次計(jì)算中出現(xiàn)損傷的索,并且每一次假定有損傷的索的單位損傷值可以不同于其他索的單位損傷值,用"名義單位損傷向量Di/(如式(3)所示)記錄各次循環(huán)中所有索的假定的單位損傷,第一次循環(huán)時(shí)記為D、,每一次計(jì)算都利用力學(xué)方法(例如有限元法)計(jì)算索結(jié)構(gòu)的、在前面已指定的M個(gè)被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前計(jì)算值,每一次計(jì)算所得M個(gè)被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前計(jì)算值組成一個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的計(jì)算當(dāng)前數(shù)值向量"(當(dāng)假設(shè)第j根索有單位損傷時(shí),可用式(4)表示所有指定的M個(gè)被監(jiān)測(cè)量的計(jì)算當(dāng)前數(shù)值向量C^);每一次計(jì)算得到的被監(jiān)測(cè)量的計(jì)算當(dāng)前數(shù)值向量減去被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量C、,所得向量就是此條件下(以有單位損傷的索的位置或編號(hào)等為標(biāo)記)的"被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量"(當(dāng)?shù)趈根索有單位損傷時(shí),用sc、表示被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量,SC、的定義見式(5)、式(6)和式(7),式(5)為式(4)減去式(2)后再除以向量D、的第j個(gè)元素Duj所得),被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量SC、的每一元素表示由于計(jì)算時(shí)假定有單位損傷的那根索(例如第j根索)的單位損傷(例如Duj),而引起的該元素所對(duì)應(yīng)的被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值改變量相對(duì)于假定的單位損傷Duj的變化率;有N根索就有N個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量",每個(gè)被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量有M(—般的,M^N)個(gè)元素,由這N個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量"依次組成有MXN個(gè)元素的"單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣AC1"(M行N列),每一個(gè)向量SC、(j=1,2,3,.......,N)是矩陣AC1的一列,AC1的定義如式(8)所示。Z^::,〔Z^"2..——《_—V/^了'—',(3)式(3)中名義單位損傷向量Diu的元素Diuj(i=1,2,3,…;j=1,2,3,......,N)表示第i次循環(huán)中假定的第j根索的單位損傷數(shù)值,向量D、中的各元素的數(shù)值可以相同也可以不同?!?[^C^2CQ;丫(4)式(4)中元素C、jk(i=1,2,3,..;j=1,2,3,.......,N;k=1,2,3,.......,M;M>N)表示第i次循環(huán)由于第j根索有單位損傷時(shí),依據(jù)編號(hào)規(guī)則所對(duì)應(yīng)的第k個(gè)指定的被監(jiān)測(cè)量的計(jì)算當(dāng)前數(shù)值。;=%^(5)9式(5)中各量的上標(biāo)i(i=1,2,3,...)表示第i次循環(huán),下標(biāo)j(j=1,2,3,.......,N)表示第j根索有單位損傷,式中Diuj是向量Diu中的第j個(gè)元素。向量Set.的定義如式(6)所示,Scij的第k(k二1,2,3,.......,M;M^N)個(gè)元素S表示第i次循環(huán)中,建立矩陣AC1時(shí),假定第j根索有單位損傷時(shí)計(jì)算所得第k個(gè)被監(jiān)測(cè)量的改變量相對(duì)于假定的單位損傷0^的變化率,其定義如式(7)所示。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>式(7)中各量的定義已在前面敘述過。AC'=[W<5C;](8)式(8)中向量ScS(i=1,2,3,.......,j=1,2,3,.......,N)表示第i次循環(huán)中,由于第j根索有單位損傷Diuj而引起的、所有被監(jiān)測(cè)量的相對(duì)數(shù)值變化。矩陣ACi的列(下標(biāo)j)的編號(hào)規(guī)則與前面向量《的元素的下標(biāo)j的編號(hào)規(guī)則相同。在索結(jié)構(gòu)服役過程中,在每一次循環(huán)中,不斷實(shí)測(cè)獲得索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù),一旦監(jiān)測(cè)到U"不等于U"。,則需要回到第二步對(duì)A"。進(jìn)行更新,對(duì)A"。進(jìn)行更新后再進(jìn)入本步對(duì)ACi進(jìn)行更新。實(shí)際上在每一次循環(huán)中ACi是不斷更新的,即在更新當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。之后,更新索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣AC、第四步識(shí)別索系統(tǒng)的當(dāng)前健康狀態(tài)。具體過程如下。第i(i=1,2,3,...)次循環(huán)中,索系統(tǒng)"被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前(計(jì)算或?qū)崪y(cè))數(shù)值向量Ci"同"被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量Ci。"、"單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ACi"和"當(dāng)前名義損傷向量dV,間的近似線性關(guān)系,如式(9)或式(10)所示。C'=C:+AC、《(9)C'-C:=AC'、《(10)式(9)和式(10)中被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前(計(jì)算或?qū)崪y(cè))數(shù)值向量Ci的定義類似于被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量Ci。的定義,見式(11);索系統(tǒng)當(dāng)前名義損傷向量d、的定義見式(12)。C'=[C;qC;丫(11)式(11)中元素(:\(1=1,2,3,.......;k=1,2,3,.......,M;M>N)是第i次循環(huán)時(shí)索結(jié)構(gòu)的、依據(jù)編號(hào)規(guī)則所對(duì)應(yīng)的編號(hào)為k的被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值。心丫(12)式(12)中d、j(i=1,2,3,.......,;j=1,2,3,.......,N)是第i次循環(huán)中索系統(tǒng)第j根索的當(dāng)前名義損傷值,向量《的元素的下標(biāo)j的編號(hào)規(guī)則與矩陣AC1的列的編號(hào)規(guī)則相同。當(dāng)索實(shí)際損傷不太大時(shí),由于索結(jié)構(gòu)材料仍然處在線彈性階段,索結(jié)構(gòu)的變形也較小,式(9)或式(10)所表示的這樣一種線性關(guān)系同實(shí)際情況的誤差較小,誤差可用誤差向量ei(式(13))定義,表示式(9)或式(10)所示線性關(guān)系的誤差。=*(AC、《-C'+C:)(13)式(13)中abs()是取絕對(duì)值函數(shù),對(duì)括號(hào)內(nèi)求得的向量的每一個(gè)元素取絕對(duì)值。10由于式(9)或式(10)所表示的線性關(guān)系存在一定誤差,因此不能簡(jiǎn)單根據(jù)式(9)或式(10)和"被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前(實(shí)測(cè))數(shù)值向量ci"來直接求解得到索當(dāng)前名義損傷向量di。。如果這樣做了,得到的損傷向量di。中的元素甚至?xí)霈F(xiàn)較大的負(fù)值,也就是負(fù)損傷,這明顯是不合理的。因此獲得索損傷向量di。的可接受的解(即帶有合理誤差,但可以比較準(zhǔn)確的從索系統(tǒng)中確定受損索的位置及其損傷程度)成為一個(gè)合理的解決方法,可用式(14)來表達(dá)這一方法。一AC'《-C'+C:)Sg'(14)式(14)中abs()是取絕對(duì)值函數(shù),向量g1描述偏離理想線性關(guān)系(式(9)或式(10))的合理偏差,由式(15)定義。g'=[g;g^丫(15)式(15)中g(shù)ik(i=1,2,3,.......;k=1,2,3,.......,M)描述了第i次循環(huán)中偏離式(9)或式(10)所示的理想線性關(guān)系的最大允許偏差。向量gi可根據(jù)式(13)定義的誤差向量eH式算選定。在被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量C1。(實(shí)測(cè)或計(jì)算得到)、索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ACi(計(jì)算得到)和被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值向量Ci(實(shí)測(cè)得到)已知時(shí),可以利用合適的算法(例如多目標(biāo)優(yōu)化算法)求解式(14),獲得索系統(tǒng)當(dāng)前名義損傷向量di。的可接受的解,索系統(tǒng)當(dāng)前實(shí)際損傷向量di(定義見式(16))的元素可以根據(jù)式(17)計(jì)算得到,也就是得到了索當(dāng)前實(shí)際損傷向量di,從而可由di確定受損索的位置和損傷程度,也就是實(shí)現(xiàn)了索系統(tǒng)的健康監(jiān)測(cè)?!丁读?16)式(16)中(^(i=1,2,3,…;j=1,2,3,.......,N)表示第i次循環(huán)中第j根索的實(shí)際損傷值,其定義見式(17),(1、.為0時(shí)表示第j根索無損傷,為100%時(shí)表示該索徹底喪失承載能力,介于0與100%之間時(shí)表示第j根索喪失相應(yīng)比例的承載能力,向量&的元素的編號(hào)規(guī)則與式(1)中向量di。的元素的編號(hào)規(guī)則相同?!?1-(1-《)(1-《)(17)式(17)中=1,2,3,4,…;j二l,2,3,.......,N)是向量d、的第j個(gè)元素,di。j是向量di。的第j個(gè)元素。第五步判斷是否結(jié)束本次(第i次)循環(huán),如果是,則完成本次循環(huán)結(jié)束前的收尾工作,為下一次(即第i+l次,i=1,2,3,4,…)循環(huán)準(zhǔn)備力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型和必要的向量。具體過程如下。在本次(第i次)循環(huán)中求得當(dāng)前名義損傷向量di。后,首先,按照式(18)建立標(biāo)識(shí)向量F、式(19)給出了標(biāo)識(shí)向量Fi的第j個(gè)元素的定義;如果標(biāo)識(shí)向量Fi的元素全為O,則在本次循環(huán)中繼續(xù)對(duì)索系統(tǒng)的健康監(jiān)測(cè)和計(jì)算;如果標(biāo)識(shí)向量Fi的元素不全為0,則完成后續(xù)步驟后,進(jìn)入下一次循環(huán)。所謂的后續(xù)步驟為首先,根據(jù)式(20)計(jì)算得到下一次(即第i+l次,i=1,2,3,4,…)循環(huán)所需的初始損傷向量cT1。的每一個(gè)元素d,j滯二,在力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Ai(i=1,2,3,4,…)或索結(jié)構(gòu)的無損傷模型A。的基礎(chǔ)上,令索的健康狀況狀況為cT、后更新得到下一次(第i+l次,i=1,2,3,4,…)循環(huán)所需的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型#+1;最后,通過對(duì)力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型^+1的計(jì)算得到被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值,由其組成下一次(即第i+1次,i=1,2,3,4,…)循環(huán)所需的"被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量Ci+10"(i=1,2,3,4,…)。F=[F/巧'《'g]r(18)式(18)中標(biāo)識(shí)向量Fi的上標(biāo)i表示第i次循環(huán),其元素Fij(j=1,2,3,…,N)的下標(biāo)j表示第j根索的損傷特征,只能取0和1兩個(gè)量,具體取值規(guī)則見式(19)。巧={0,^5<,(19)式(19)中元素Fij是標(biāo)識(shí)向量Fi的第j個(gè)元素,Diuj是名義單位損傷向量Diu的第j個(gè)元素(見式(3)),di。j是索系統(tǒng)當(dāng)前名義損傷向量di。的第j個(gè)元素(見式(12)),它們都表示第j根索的相關(guān)信息。《=1-(1—《)(1—A^)(20)式(20)中Diuj是名義單位損傷向量Diu的第j個(gè)元素(見式(3)),d、j是索系統(tǒng)當(dāng)前名義損傷向量d、的第j個(gè)元素(見式(12))。本發(fā)明的第二部分健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件和硬件部分。硬件部分包括監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(包括被監(jiān)測(cè)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng))、信號(hào)采集器和計(jì)算機(jī)等。要求實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每一個(gè)被監(jiān)測(cè)量,要求實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每一個(gè)索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)。軟件部分應(yīng)當(dāng)能夠完成本發(fā)明的第一部分所設(shè)定的過程,即完成本發(fā)明中所需要的、可以用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的監(jiān)測(cè)、記錄、控制、存儲(chǔ)、計(jì)算、通知、報(bào)警等功能。本發(fā)明方法具體包括a.設(shè)共有N根索,首先確定索的編號(hào)規(guī)則,按此規(guī)則將索結(jié)構(gòu)中所有的索編號(hào),該編號(hào)在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣;b.確定指定的被測(cè)量點(diǎn),給所有指定點(diǎn)編號(hào);確定過每一測(cè)量點(diǎn)的被測(cè)量直線,給所有指定的被測(cè)量直線編號(hào);確定每一被測(cè)量直線的被測(cè)量的角度坐標(biāo)分量,給所有被測(cè)量角度坐標(biāo)分量編號(hào)。上述編號(hào)在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣。"結(jié)構(gòu)的全部被監(jiān)測(cè)的角度數(shù)據(jù)"由上述所有被測(cè)量角度坐標(biāo)分量組成。為方便起見,在本發(fā)明中將"結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測(cè)的角度數(shù)據(jù)"簡(jiǎn)稱為"被監(jiān)測(cè)量"。測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量不得小于索的數(shù)量;所有被測(cè)量角度坐標(biāo)分量的數(shù)量之和不得小于索的數(shù)量;c.利用索的無損檢測(cè)數(shù)據(jù)等能夠表達(dá)索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)建立索系統(tǒng)初始損傷向量d、;如果沒有索的無損檢測(cè)數(shù)據(jù)及其他能夠表達(dá)索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)時(shí),或者可以認(rèn)為結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)為無損傷狀態(tài)時(shí),向量d1。的各元素?cái)?shù)值取0;d.在建立索系統(tǒng)初始損傷向量d1。的同時(shí),直接測(cè)量計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)的所有指定的被監(jiān)測(cè)量,組成"被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量C、";e.在建立索系統(tǒng)初始損傷向量d1。和被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量C1。的同時(shí),實(shí)測(cè)得到索結(jié)構(gòu)的所有索的初始索力數(shù)據(jù),實(shí)測(cè)得到索結(jié)構(gòu)的初始幾何數(shù)據(jù);f.建立索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。,建立初始索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U。,建立第一次循環(huán)開始時(shí)需要的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A1;依據(jù)索結(jié)構(gòu)竣工之時(shí)的索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),該實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)包括索結(jié)構(gòu)形狀數(shù)據(jù)、索力數(shù)據(jù)、拉桿拉力數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)12數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)模態(tài)數(shù)據(jù)等實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),索的無損檢測(cè)數(shù)據(jù)等能夠表達(dá)索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù),依據(jù)設(shè)計(jì)圖和竣工圖,利用力學(xué)方法建立索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。;如果沒有索結(jié)構(gòu)竣工之時(shí)的結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),那么就在建立健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)前對(duì)該索結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)測(cè),同樣得到索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),根據(jù)此數(shù)據(jù)和索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖、竣工圖,同樣利用力學(xué)方法建立索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。;不論用何種方法獲得A°,基于A。計(jì)算得到的索結(jié)構(gòu)計(jì)算數(shù)據(jù)必須非常接近其實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),其間的差異不得大于5%;對(duì)應(yīng)于A。的索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)組成初始索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U。;A。和U。是不變的,只在第一次循環(huán)開始時(shí)建立;第i次循環(huán)開始時(shí)建立的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型記為A、其中i表示循環(huán)次數(shù);本發(fā)明的申請(qǐng)書中字母i除了明顯地表示步驟編號(hào)的地方外,字母i僅表示循環(huán)次數(shù),即第i次循環(huán);因此第一次循環(huán)開始時(shí)建立的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型記為A、本發(fā)明中A1就等于A。;為敘述方便,命名"索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。",在每一次循環(huán)中A"。根據(jù)需要會(huì)不斷更新,每一次循環(huán)開始時(shí),A"。等于Ai;同樣為敘述方便,命名"索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量U"",在每一次循環(huán)中,不斷實(shí)測(cè)獲得索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù),所有索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)組成當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量U",向量U"的元素與向量U。相同位置的元素表示相同支座的相同方向的坐標(biāo);為敘述方便起見,對(duì)于第i次循環(huán),將上一次更新A"。時(shí)的索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)記為當(dāng)前索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U"。;第一次循環(huán)開始時(shí),A"。等于A1,U"。等于U。;g.每一次循環(huán)開始時(shí),令A(yù)"。等于Ai;實(shí)測(cè)獲得索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù),所有索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)組成當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量U",根據(jù)當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量U",在必要時(shí)更新索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。和當(dāng)前索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U"。;h.在索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次力學(xué)計(jì)算,通過計(jì)算獲得索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣△Ci和名義單位損傷向量D、;i.實(shí)測(cè)得到索結(jié)構(gòu)的所有指定被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前實(shí)測(cè)數(shù)值,組成"被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值向量Ci"。給本步及本步之前出現(xiàn)的所有向量的元素編號(hào)時(shí),應(yīng)使用同一編號(hào)規(guī)則,這樣可以保證本步及本步之前出現(xiàn)的各向量的、編號(hào)相同的元素,表示同一被監(jiān)測(cè)量的、對(duì)應(yīng)于該元素所屬向量所定義的相關(guān)信息;j.定義索系統(tǒng)當(dāng)前名義損傷向量d、和當(dāng)前實(shí)際損傷向量di,損傷向量的元素個(gè)數(shù)等于索的數(shù)量,損傷向量的元素和索之間是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,損傷向量的元素?cái)?shù)值代表對(duì)應(yīng)索的損傷程度或健康狀態(tài);k.依據(jù)"被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值向量Ci"同"被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量Ci。"、"單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ACi"和"當(dāng)前名義損傷向量di。"間存在的近似線性關(guān)系,該近似線性關(guān)系可表達(dá)為式l,式1中除《外的其它量均為已知,求解式1就可以算出當(dāng)前名義損傷向量《;<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>《式11.利用式2表達(dá)的當(dāng)前實(shí)際損傷向量di同初始損傷向量di。和當(dāng)前名義損傷向量《的元素間的關(guān)系,計(jì)算得到當(dāng)前實(shí)際損傷向量di的所有元素?!?1—(1—《)(1—《)式2式2中j=1,2,3,......,N。由于當(dāng)前實(shí)際損傷向量di的元素?cái)?shù)值代表對(duì)應(yīng)索的損傷程度,所以根據(jù)當(dāng)前實(shí)際損傷向量&就能確定有哪些索受損及其損傷程度,即實(shí)現(xiàn)了索結(jié)構(gòu)中索系統(tǒng)的健康監(jiān)測(cè);若當(dāng)前實(shí)際損傷向量的某一元素的數(shù)值為O,表示該元素所對(duì)應(yīng)的索是完好的,沒有損傷的;若其數(shù)值為100%,則表示該元素所對(duì)應(yīng)的索已經(jīng)完全喪失承載能力;若其數(shù)值介于0和100%之間,則表示該索喪失了相應(yīng)比例的承載能力。m.在求得當(dāng)前名義損傷向量d、后,按照式3建立標(biāo)識(shí)向量F、式4給出了標(biāo)識(shí)向量Fi的第j個(gè)元素的定義;巧f"式3F2'巧<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>式4中元素是標(biāo)識(shí)向量F1的第j個(gè)元素,D;.是名義單位損傷向量D、的第j個(gè)元素,d、j是索系統(tǒng)當(dāng)前名義損傷向量d、的第j個(gè)元素,它們都表示第j根索的相關(guān)信息。式4中j=1,2,3,,N。n.如果標(biāo)識(shí)向量P的元素全為0,則回到步驟g繼續(xù)本次循環(huán);如果標(biāo)識(shí)向量F1的元素不全為0,則進(jìn)入下一步、即步驟o。o.根據(jù)式5計(jì)算得到下一次、即第i+l次循環(huán)所需的初始損傷向量di+1。的每一個(gè)元素di+1。j;《1=1—(1-《)(1—%巧)式5式5中D、j是名義單位損傷向量Diu的第j個(gè)元素,d、j是索系統(tǒng)當(dāng)前名義損傷向量d、的第j個(gè)元素,F(xiàn)ij是標(biāo)識(shí)向量Fi的第j個(gè)元素。式5中j二l,2,3,……,N。p.在索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。的基礎(chǔ)上,令索的健康狀況為&+1。后更新得到下一次、即第i+l次循環(huán)所需的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Ai、即對(duì)力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型進(jìn)行了更新;q.通過對(duì)力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型#+1的計(jì)算得到對(duì)應(yīng)于模型#+1的結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值,這些數(shù)值組成下一次、即第i+l次循環(huán)所需的被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量(^+1。;r.建立下一次、即第i+l次循環(huán)所需的索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A":,即取Ati+1。等于Ai+1;s.建立下一次、即第1+1次循環(huán)所需的當(dāng)前索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量^+1。,即取^+1。等于U"。;t.回到步驟g,開始下一次循環(huán)。在步驟g中,根據(jù)當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量U",在必要時(shí)更新索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。和當(dāng)前索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U"。的具體方法為gl.實(shí)測(cè)得到當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量U"后,比較U"和U"。,如果U"等于U"。,則不需要對(duì)A"。進(jìn)行更新;g2.實(shí)測(cè)得到當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量U"后,比較U"和U"。,如果U"不等于U"。,則需要對(duì)A"。進(jìn)行更新,更新方法是先計(jì)算U"與U。的差,U"與U。的差就是當(dāng)前索結(jié)構(gòu)支座關(guān)于在建立A。時(shí)的索結(jié)構(gòu)支座的當(dāng)前支座位移,用當(dāng)前支座位移向量V表示支座位移,當(dāng)前支座位移向量V中的元素與支座位移分量之間是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,當(dāng)前支座位移向量V中一個(gè)元素的數(shù)值對(duì)應(yīng)于一個(gè)指定支座的一個(gè)指定方向的位移,其中支座位移在重力方向的分量就是支座沉降量;更新A"。的方法是在A。的基礎(chǔ)上令索的健康狀況為索系統(tǒng)初始損傷向量再進(jìn)一步對(duì)A。中的索結(jié)構(gòu)支座施加當(dāng)前支座位移約束,當(dāng)前支座位移約束的數(shù)值就取自當(dāng)前支座位移向量V中對(duì)應(yīng)元素的數(shù)值,對(duì)A。中的索結(jié)構(gòu)支座施加當(dāng)前支座位移約束后,最終得到的就是更新的當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。,更新A"。的同時(shí),U"。所有元素?cái)?shù)值也用U"所有元素?cái)?shù)值代替,即更新了U"。,這樣就得到了正確地對(duì)應(yīng)于A"。的U"。。在步驟h中,在索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次力學(xué)計(jì)算,通過計(jì)算獲得索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣Ae和名義單位損傷向量D、的具體方法為hl.在第i次循環(huán)開始時(shí),直接按步驟h2至步驟h4所列方法獲得索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣AC1和名義單位損傷向量Diu;在其它時(shí)刻,當(dāng)步驟g中對(duì)A"。進(jìn)行更新后,必須按步驟h2至步驟h4所列方法獲得索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣Ae和名義單位損傷向量Diu,如果在步驟g中沒有對(duì)A"。進(jìn)行更新,則在此處直接轉(zhuǎn)入步驟i進(jìn)行后續(xù)工作;h2.在索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次力學(xué)計(jì)算,計(jì)算次數(shù)數(shù)值上等于所有索的數(shù)量,有N根索就有N次計(jì)算,每一次計(jì)算假設(shè)索系統(tǒng)中只有一根索在原有損傷的基礎(chǔ)上再增加單位損傷,每一次計(jì)算中出現(xiàn)損傷的索不同于其它次計(jì)算中出現(xiàn)損傷的索,并且每一次假定有損傷的索的單位損傷值可以不同于其他索的單位損傷值,用"名義單位損傷向量D、"記錄所有索的假定的單位損傷,每一次計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)中所有指定被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值,每一次計(jì)算得到的所有被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值組成一個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的計(jì)算當(dāng)前數(shù)值向量";當(dāng)假設(shè)第j根索有單位損傷時(shí),可用Citj表示對(duì)應(yīng)的"被監(jiān)測(cè)量的計(jì)算當(dāng)前數(shù)值向量";在本步驟中給各向量的元素編號(hào)時(shí),應(yīng)同本發(fā)明中其它向量使用同一編號(hào)規(guī)則,這樣可以保證本步驟中各向量中的任意一個(gè)元素,同其它向量中的、編號(hào)相同的元素,表達(dá)了同一被監(jiān)測(cè)量或同一對(duì)象的相關(guān)信息;h3.每一次計(jì)算得到的那個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的計(jì)算當(dāng)前數(shù)值向量Citj"減去"被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量ci。"得到一個(gè)向量,再將該向量的每一個(gè)元素都除以本次計(jì)算中假定的單位損傷值后得到一個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量SCij";有N根索就有N個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量";h4.由這N個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量"依次組成有N列的"單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ACi";"單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ACi"的每一列對(duì)應(yīng)于一個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量";"單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣"的列的編號(hào)規(guī)則與當(dāng)前名義損傷向量《和當(dāng)前實(shí)際損傷向量di的元素編號(hào)規(guī)則相同。有益效果本發(fā)明公開的系統(tǒng)和方法在索結(jié)構(gòu)支座出現(xiàn)沉降的情況下、在有較多的索同步受損的條件下可以非常準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)評(píng)估出索系統(tǒng)的健康狀態(tài)(包括所有受損索的位置和損傷程度)。這是由于"被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值向量C"'同"被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量Ci。"、"單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ACi"和"當(dāng)前名義損傷向量dV,間的線性關(guān)系是近似的,實(shí)際上是非線性的關(guān)系,特別是在受損索較多或受損程度較大時(shí),上述量之間的關(guān)系的非線性特征更加明顯,為克服此障礙,本發(fā)明公開了一種在索結(jié)構(gòu)支座出現(xiàn)沉降的情況下、15在小區(qū)間內(nèi)用線性關(guān)系逼近該非線性關(guān)系的健康監(jiān)測(cè)方法。本發(fā)明實(shí)際上使用了用線性關(guān)系分段逼近非線性關(guān)系的方法,將大區(qū)間分割成一個(gè)個(gè)小區(qū)間,在每一個(gè)小區(qū)間內(nèi)線性關(guān)系都是足夠準(zhǔn)確的,依據(jù)其判斷得到的索系統(tǒng)的健康狀態(tài)也是可靠的。因此,在索結(jié)構(gòu)支座出現(xiàn)沉降的情況下,本發(fā)明公開的系統(tǒng)和方法對(duì)索系統(tǒng)的有效健康監(jiān)測(cè)是非常有益的。具體實(shí)施例方式在有支座沉降時(shí),針對(duì)索結(jié)構(gòu)的索系統(tǒng)的健康監(jiān)測(cè),本發(fā)明公開了一種能夠合理有效地監(jiān)測(cè)索結(jié)構(gòu)的索系統(tǒng)的每一根索的健康狀況的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的實(shí)施例的下面說明實(shí)質(zhì)上僅僅是示例性的,并且目的絕不在于限制本發(fā)明的應(yīng)用或使用。在索結(jié)構(gòu)支座出現(xiàn)沉降的情況下,本發(fā)明采用的算法用于監(jiān)測(cè)索結(jié)構(gòu)中的索系統(tǒng)的健康狀態(tài)。具體實(shí)施時(shí),下列步驟是可采取的各種步驟中的一種。第一步確定被監(jiān)測(cè)量的類型、位置和數(shù)量,并編號(hào)。具體過程為設(shè)共有N根索,首先確定索的編號(hào)規(guī)則,按此規(guī)則將索結(jié)構(gòu)中所有的索編號(hào),該編號(hào)在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣。確定指定的被測(cè)量點(diǎn)(即所有表征結(jié)構(gòu)角度位移的指定點(diǎn),設(shè)有K個(gè)指定點(diǎn)),給所有指定點(diǎn)編號(hào);確定過每一測(cè)量點(diǎn)的被測(cè)量直線(設(shè)過每一測(cè)量點(diǎn)有L個(gè)指定直線),給所有指定的被測(cè)量直線編號(hào);確定每一被測(cè)量直線的被測(cè)量的角度坐標(biāo)分量(設(shè)每一被測(cè)量直線有H個(gè)角度坐標(biāo)分量),給所有被測(cè)量角度坐標(biāo)分量編號(hào)。上述編號(hào)在后續(xù)步驟中同樣將用于生成向量和矩陣。"結(jié)構(gòu)的全部被監(jiān)測(cè)的角度數(shù)據(jù)"由上面確定的結(jié)構(gòu)上K個(gè)指定點(diǎn)的、過每個(gè)指定點(diǎn)的L個(gè)指定直線的、每個(gè)指定直線的H個(gè)角度坐標(biāo)分量來描述,結(jié)構(gòu)角度的變化就是所有指定點(diǎn)的、所有指定直線的所有指定的角度坐標(biāo)分量的變化。每次共有M(M=KXLXH)個(gè)角度坐標(biāo)分量測(cè)量值或計(jì)算值來表征結(jié)構(gòu)的角度信息。K和M不得小于支承索的數(shù)量N。為方便起見,在本發(fā)明中將"結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測(cè)的角度數(shù)據(jù)"稱為"被監(jiān)測(cè)量"。在每一指定點(diǎn)可以僅僅測(cè)量一個(gè)指定直線的一個(gè)角度坐標(biāo),例如測(cè)量過指定點(diǎn)的結(jié)構(gòu)表面法線相對(duì)于重力加速度方向的角度坐標(biāo),這里實(shí)際上就是傾角測(cè)量。第二步利用索的無損檢測(cè)數(shù)據(jù)等能夠表達(dá)索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)建立索系統(tǒng)初始損傷向量d1。。如果沒有索的無損檢測(cè)數(shù)據(jù)及其他能夠表達(dá)索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)時(shí),或者可以認(rèn)為結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)為無損傷狀態(tài)時(shí),向量d1。的各元素?cái)?shù)值取0。第三步在建立索系統(tǒng)初始損傷向量d1。的同時(shí),直接測(cè)量計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)的所有指定的被監(jiān)測(cè)量,組成"被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量C、"。第四步在建立索系統(tǒng)初始損傷向量d、和被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量C1。的同時(shí),可以采用成熟的測(cè)量方法進(jìn)行索力測(cè)量、應(yīng)變測(cè)量、角度測(cè)量和空間坐標(biāo)測(cè)量。同時(shí),直接測(cè)量或測(cè)量后計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)的所有索的初始索力和索結(jié)構(gòu)初始幾何形狀數(shù)據(jù)(對(duì)于斜拉橋就是其初始橋型數(shù)據(jù)),索結(jié)構(gòu)的初始幾何形狀數(shù)據(jù)可以是所有索的端點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)加上結(jié)構(gòu)上一系列的點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù),目的在于根據(jù)這些坐標(biāo)數(shù)據(jù)就可以確定索結(jié)構(gòu)的幾何特征。對(duì)斜拉橋而言,初始幾何形狀數(shù)據(jù)可以是所有索的端點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)加上橋梁兩端上若干點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù),這就是所謂的橋型數(shù)據(jù)。建立索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。,建立初始索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U。,建立第一次循環(huán)開始時(shí)需要的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A1;依據(jù)索結(jié)構(gòu)竣工之時(shí)的索結(jié)構(gòu)的16實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),該實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)包括索結(jié)構(gòu)形狀數(shù)據(jù)、索力數(shù)據(jù)、拉桿拉力數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)模態(tài)數(shù)據(jù)等實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),索的無損檢測(cè)數(shù)據(jù)等能夠表達(dá)索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù),依據(jù)設(shè)計(jì)圖和竣工圖,利用力學(xué)方法建立索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。;如果沒有索結(jié)構(gòu)竣工之時(shí)的結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),那么就在建立健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)前對(duì)該索結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)測(cè),同樣得到索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),根據(jù)此數(shù)據(jù)和索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖、竣工圖,同樣利用力學(xué)方法建立索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。;不論用何種方法獲得A。,基于A。計(jì)算得到的索結(jié)構(gòu)計(jì)算數(shù)據(jù)必須非常接近其實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),其間的差異一般不得大于5X;對(duì)應(yīng)于A。的索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)組成初始索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U。;A。和U。是不變的,只在第一次循環(huán)開始時(shí)建立;第i次循環(huán)開始時(shí)建立的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型記為A、其中i表示循環(huán)次數(shù);本發(fā)明的申請(qǐng)書中字母i除了明顯地表示步驟編號(hào)的地方外,字母i僅表示循環(huán)次數(shù),即第i次循環(huán);因此第一次循環(huán)開始時(shí)建立的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型記為A、本發(fā)明中A1就等于A。;為敘述方便,命名"索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。",在每一次循環(huán)中A"。根據(jù)需要會(huì)不斷更新,每一次循環(huán)開始時(shí),A"。等于Ai;同樣為敘述方便,命名"索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量U"",在每一次循環(huán)中,不斷實(shí)測(cè)獲得索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù),所有索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)組成當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量U",向量U"的元素與向量U。相同位置的元素表示相同支座的相同方向的坐標(biāo);為敘述方便起見,對(duì)于第i次循環(huán),將上一次更新A"。時(shí)的索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)記為當(dāng)前索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U"。;第一次循環(huán)開始時(shí),A"。等于A1,U"。等于U。。第五步安裝索結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件部分。硬件部分至少包括被監(jiān)測(cè)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(含角度測(cè)量傳感器、信號(hào)調(diào)理器等)、索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(例如用全站儀進(jìn)行測(cè)量)、信號(hào)(數(shù)據(jù))采集器、計(jì)算機(jī)和通信報(bào)警設(shè)備。每一個(gè)被監(jiān)測(cè)量、每一個(gè)索結(jié)構(gòu)的支座坐標(biāo)都必須被監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到,監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將監(jiān)測(cè)到的信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)(數(shù)據(jù))采集器;信號(hào)經(jīng)信號(hào)采集器傳遞到計(jì)算機(jī);計(jì)算機(jī)則負(fù)責(zé)運(yùn)行索結(jié)構(gòu)的索系統(tǒng)的健康監(jiān)測(cè)軟件,包括記錄信號(hào)采集器傳遞來的信號(hào);當(dāng)監(jiān)測(cè)到索有損傷時(shí),計(jì)算機(jī)控制通信報(bào)警設(shè)備向監(jiān)控人員、業(yè)主和(或)指定的人員報(bào)警。第六步編制并在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上安裝索結(jié)構(gòu)的索系統(tǒng)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件。在每一次循環(huán)時(shí)都運(yùn)行該軟件,或者說此軟件始終在運(yùn)行。該軟件將完成本發(fā)明"有支座沉降時(shí)基于角度監(jiān)測(cè)的索系統(tǒng)的遞進(jìn)式健康監(jiān)測(cè)方法"任務(wù)所需要的監(jiān)測(cè)、記錄、控制、存儲(chǔ)、計(jì)算、通知、報(bào)警等功能(即本具體實(shí)施方法中所有可以用計(jì)算機(jī)完成的工作),并能定期或由人員操作健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)生成索系統(tǒng)健康情況報(bào)表,還能依據(jù)設(shè)定的條件(例如損傷達(dá)到某一值),自動(dòng)通知或提示監(jiān)控人員通知特定的技術(shù)人員完成必要的計(jì)算工作。第七步由此步開始循環(huán)運(yùn)作,為敘述方便記為第i次循環(huán),其中i=1,2,3,4,5,...。實(shí)測(cè)(例如用全站儀進(jìn)行測(cè)量)獲得索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù),所有索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)組成當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量U",根據(jù)當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量U",在必要時(shí)更新索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。和當(dāng)前索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U"。。具體方法為實(shí)測(cè)得到當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量U"后,比較U"和U"。,如果U"等于U"。,則不需要對(duì)A"。進(jìn)行更新;實(shí)測(cè)得到當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量U"后,比較U"和U"。,如果U"不等于U"。,則需要對(duì)A"。進(jìn)行更新,更新方法是先計(jì)算U"與U。的差,U"與U。的差就是當(dāng)前索結(jié)構(gòu)支座關(guān)于在建立A。時(shí)的索結(jié)構(gòu)支座的當(dāng)前支座位移,用當(dāng)前支座位移向量V表示支座位移,當(dāng)前支座位移向量V中的元素與支座位移分量之間是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,當(dāng)前支座位移向量V中一個(gè)元素的數(shù)值對(duì)應(yīng)于一個(gè)指定支座的一個(gè)指定方向的位移,其中支座位移在重力方向的分量就是支座沉降量;更新A"。的方法是在A。的基礎(chǔ)上令索的健康狀況為索系統(tǒng)初始損傷向量d:再進(jìn)一步對(duì)A。中的索結(jié)構(gòu)支座施加當(dāng)前支座位移約束,當(dāng)前支座位移約束的數(shù)值就取自當(dāng)前支座位移向量V中對(duì)應(yīng)元素的數(shù)值,對(duì)A。中的索結(jié)構(gòu)支座施加當(dāng)前支座位移約束后,最終得到的就是更新的當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。,更新A"。的同時(shí),U"。所有元素?cái)?shù)值也用U"所有元素?cái)?shù)值代替,即更新了U"。,這樣就得到了正確地對(duì)應(yīng)于A"。的U"。。第八步在索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次力學(xué)計(jì)算,通過計(jì)算獲得索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ACi和名義單位損傷向量Diu。具體方法為a.在第i次循環(huán)開始時(shí)或當(dāng)?shù)谄卟街袑?duì)A"。進(jìn)行更新后,直接按步驟b至步驟d所列方法獲得索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ACi和名義單位損傷向量Diu;在其它時(shí)刻,如果在步驟g中沒有對(duì)A"。進(jìn)行更新,則在此處直接轉(zhuǎn)入第九步進(jìn)行后續(xù)工作;b.在索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次力學(xué)計(jì)算,計(jì)算次數(shù)數(shù)值上等于所有索的數(shù)量,有N根索就有N次計(jì)算,每一次計(jì)算假設(shè)索系統(tǒng)中只有一根索在原有損傷的基礎(chǔ)上再增加單位損傷,每一次計(jì)算中出現(xiàn)損傷的索不同于其它次計(jì)算中出現(xiàn)損傷的索,并且每一次假定有損傷的索的單位損傷值可以不同于其他索的單位損傷值,用"名義單位損傷向量Diu"記錄所有索的假定的單位損傷,每一次計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)中所有指定被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值,每一次計(jì)算得到的所有被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值組成一個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的計(jì)算當(dāng)前數(shù)值向量";當(dāng)假設(shè)第j根索有單位損傷時(shí),可用C^.表示對(duì)應(yīng)的"被監(jiān)測(cè)量的計(jì)算當(dāng)前數(shù)值向量";在本步驟中給各向量的元素編號(hào)時(shí),應(yīng)同本發(fā)明中其它向量使用同一編號(hào)規(guī)則,這樣可以保證本步驟中各向量中的任意一個(gè)元素,同其它向量中的、編號(hào)相同的元素,表達(dá)了同一被監(jiān)測(cè)量或同一對(duì)象的相關(guān)信息。c.每一次計(jì)算得到的那個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的計(jì)算當(dāng)前數(shù)值向量Citj"減去"被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量ci。"得到一個(gè)向量,再將該向量的每一個(gè)元素都除以本次計(jì)算中假定的單位損傷值后得到一個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量SCij";有N根索就有N個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量Scij"(j=1,2,3,…,N)。d.由這N個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量"依次組成有N列的"單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ACi";"單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ACi"的每一列對(duì)應(yīng)于一個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量";"單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣"的列的編號(hào)規(guī)則與當(dāng)前名義損傷向量《和當(dāng)前實(shí)際損傷向量di的元素編號(hào)規(guī)則相同。在本步驟中及其后給各向量的元素編號(hào)時(shí),應(yīng)同本發(fā)明中其它向量使用同一編號(hào)規(guī)則,這樣可以保證本步驟中各向量中的任意一個(gè)元素,同其它向量中的、編號(hào)相同的元素,表達(dá)了同一被監(jiān)測(cè)量或同一對(duì)象的相關(guān)信息。第九步建立線性關(guān)系誤差向量^和向量g、利用前面的數(shù)據(jù)("被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量Ci。"、"單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣AC1"),在第八步進(jìn)行每一次計(jì)算的同時(shí),即在每一次計(jì)算中假設(shè)索系統(tǒng)中只有一根索在原有損傷的基礎(chǔ)上再增加單位損傷的同時(shí),每一次計(jì)算組成一個(gè)損傷向量(1\,損傷向量d、的元素個(gè)數(shù)等于索的數(shù)量,向量d、的所有元素中只有一個(gè)元素的數(shù)值取每一次計(jì)算中假設(shè)增加單位損傷的索的單位損傷值,d、的其它元素的數(shù)值取0,那個(gè)不為0的元素的編號(hào)與假定增加單位損傷的索的對(duì)應(yīng)關(guān)系、同其他向量的同編號(hào)的元素同該索的對(duì)應(yīng)關(guān)系是相同的;將(:^、(^。、ACi、dit帶入式(13),得到一個(gè)線性關(guān)系誤差向量ei,每一次計(jì)算得到一個(gè)線性關(guān)系誤差向量^;有N根索就有N次計(jì)算,就有N個(gè)線性關(guān)系誤差向量ei,將這N個(gè)線性關(guān)系誤差向量^相加后得到一個(gè)向量,將此向量的每一個(gè)元素除以N后得到的新向量就是最終的線性關(guān)系誤差向量ei。向量gi等于最終的誤差向量^。將向量gi保存在運(yùn)行健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件的計(jì)算機(jī)硬盤上,供健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件使用。第十步將"被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量CV'和"單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣AC"'等參數(shù)以數(shù)據(jù)文件的方式保存在運(yùn)行健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件的計(jì)算機(jī)硬盤上。實(shí)測(cè)得到索結(jié)構(gòu)的所有指定被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前實(shí)測(cè)數(shù)值,組成"被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值向量Ci"。第十一步依據(jù)"被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值向量C"'同"被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量Ci。"、"單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ACi"和"當(dāng)前名義損傷向量dV,間存在的近似線性關(guān)系(式(9)),按照多目標(biāo)優(yōu)化算法計(jì)算索系統(tǒng)當(dāng)前名義損傷向量d、的非劣解??梢圆捎玫亩嗄繕?biāo)優(yōu)化算法有很多種,例如基于遺傳算法的多目標(biāo)優(yōu)化、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多目標(biāo)優(yōu)化、基于粒子群的多目標(biāo)優(yōu)化算法、基于蟻群算法的多目標(biāo)優(yōu)化、約束法(ConstrainMethod)、加權(quán)法(WeightedSumMethod)、目標(biāo)規(guī)劃法(GoalAttainmentMethod)等等。由于各種多目標(biāo)優(yōu)化算法都是常規(guī)算法,可以方便地實(shí)現(xiàn),本實(shí)施步驟僅以目標(biāo)規(guī)劃法為例給出求解當(dāng)前名義損傷向量《的過程,其它算法的具體實(shí)現(xiàn)過程可根據(jù)其具體算法的要求以類似的方式實(shí)現(xiàn)。按照目標(biāo)規(guī)劃法,式(9)可以轉(zhuǎn)化成式(21)和式(22)所示的多目標(biāo)優(yōu)化問題,式(21)中Yi是一個(gè)實(shí)數(shù),R是實(shí)數(shù)域,空間區(qū)域Q限制了向量di。的每一個(gè)元素的取值范圍(本實(shí)施例要求向量di。的每一個(gè)元素不小于0,不大于l)。式(21)的意思是尋找一個(gè)絕對(duì)值最小的實(shí)數(shù)yi,使得式(22)得到滿足。式(22)中G(d。由式(23)定義,式(22)中加權(quán)向量Wi與的積表示式(22)中G(d、)與向量gi之間允許的偏差,gi的定義參見式(15),其值將在第八步計(jì)算得到。實(shí)際計(jì)算時(shí)向量Wi可以與向量gi相同。目標(biāo)規(guī)劃法的具體編程實(shí)現(xiàn)已經(jīng)有通用程序可以直接采用。按照目標(biāo)規(guī)劃法就可以求得當(dāng)前名義損傷向量《。minimizeY1(21)y1gR,《eQG(《)(22)G(《)=*(AC、《-C'+C:)(23)求得當(dāng)前名義損傷向量di。后,可依據(jù)式(17)得到的當(dāng)前實(shí)際損傷向量di每一個(gè)元素,當(dāng)前實(shí)際損傷向量di就是帶有合理誤差、但可以比較準(zhǔn)確地從所有索中確定受損索的位置及其損傷程度的解。若解得的當(dāng)前實(shí)際損傷向量di的某一元素的數(shù)值為0,表示該元素所對(duì)應(yīng)的索是完好的,沒有損傷的;若其數(shù)值為100%,則表示該元素所對(duì)應(yīng)的索已經(jīng)完全喪失承載能力;若其數(shù)值介于0和100%之間,則表示該索喪失了相應(yīng)比例的承載能力。第十二步在本次循環(huán),即第i次循環(huán)中求得當(dāng)前名義損傷向量di。后,首先,按照式(18)、式(19)建立標(biāo)識(shí)向量F、如果標(biāo)識(shí)向量Fi的元素全為0,則回到第七步繼續(xù)本次循環(huán);如果標(biāo)識(shí)向量Fi的元素不全為0,則進(jìn)入下一步、即第十三步。第十三步根據(jù)式(20)計(jì)算得到下一次、即第i+l次循環(huán)所需的初始損傷向量cT。的每一個(gè)元素di+1。j。第十四步在索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。的基礎(chǔ)上,令索的健康狀況為上一步計(jì)算得到的向量dw。后,得到新的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型,即下一次(第i+l次)循環(huán)所需的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型#+1。第十五步通過對(duì)力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Ai+1的計(jì)算得到對(duì)應(yīng)于模型Ai+1的結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值,這些數(shù)值組成下一次、即第i+l次循環(huán)所需的向量ci+1。,即被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量。第十六步建立下一次、即第i+l次循環(huán)所需的索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型八"+1。,即取^+1。等于八1+1。第十七步建立下一次、即第i+l次循環(huán)所需的當(dāng)前索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U",即取u":等于u"。。第十八步回到第七步,開始下一次循環(huán)。權(quán)利要求一種有支座沉降時(shí)基于角度監(jiān)測(cè)的索系統(tǒng)的遞進(jìn)式健康監(jiān)測(cè)方法,其特征是該方法包括a.設(shè)共有N根索,首先確定索的編號(hào)規(guī)則,按此規(guī)則將索結(jié)構(gòu)中所有的索編號(hào),該編號(hào)在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣;b.確定指定的被測(cè)量點(diǎn),給所有指定點(diǎn)編號(hào);確定過每一測(cè)量點(diǎn)的被測(cè)量直線,給所有指定的被測(cè)量直線編號(hào);確定每一被測(cè)量直線的被測(cè)量的角度坐標(biāo)分量,給所有被測(cè)量角度坐標(biāo)分量編號(hào);上述編號(hào)在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣;“結(jié)構(gòu)的全部被監(jiān)測(cè)的角度數(shù)據(jù)”由上述所有被測(cè)量角度坐標(biāo)分量組成;為方便起見,在本發(fā)明中將“結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測(cè)的角度數(shù)據(jù)”簡(jiǎn)稱為“被監(jiān)測(cè)量”;測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量不得小于索的數(shù)量;所有被測(cè)量角度坐標(biāo)分量的數(shù)量之和不得小于索的數(shù)量;c.利用索的無損檢測(cè)數(shù)據(jù)等能夠表達(dá)索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)建立索系統(tǒng)初始損傷向量d1o;如果沒有索的無損檢測(cè)數(shù)據(jù)及其他能夠表達(dá)索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)時(shí),或者可以認(rèn)為結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)為無損傷狀態(tài)時(shí),向量d1o的各元素?cái)?shù)值取0;本步中d1o的上標(biāo)1表示第一次循環(huán),關(guān)于循環(huán)次數(shù)的表示方法在步驟f中具體說明;d.在建立索系統(tǒng)初始損傷向量d1o的同時(shí),直接測(cè)量計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)的所有指定的被監(jiān)測(cè)量,組成“被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量C1o”;本步中C1o的上標(biāo)1表示第一次循環(huán),關(guān)于循環(huán)次數(shù)的表示方法在步驟f中具體說明;e.在建立索系統(tǒng)初始損傷向量d1o和被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量C1o的同時(shí),實(shí)測(cè)得到索結(jié)構(gòu)的所有索的初始索力數(shù)據(jù),實(shí)測(cè)得到索結(jié)構(gòu)的初始幾何數(shù)據(jù);f.建立索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Ao,建立初始索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量Uo,建立第一次循環(huán)開始時(shí)需要的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A1;本步中A1的上標(biāo)1表示第一次循環(huán);依據(jù)索結(jié)構(gòu)竣工之時(shí)的索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),該實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)包括索結(jié)構(gòu)形狀數(shù)據(jù)、索力數(shù)據(jù)、拉桿拉力數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)模態(tài)數(shù)據(jù)等實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),索的無損檢測(cè)數(shù)據(jù)等能夠表達(dá)索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù),依據(jù)設(shè)計(jì)圖和竣工圖,利用力學(xué)方法建立索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Ao;如果沒有索結(jié)構(gòu)竣工之時(shí)的結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),那么就在建立健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)前對(duì)該索結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)測(cè),同樣得到索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),根據(jù)此數(shù)據(jù)和索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖、竣工圖,同樣利用力學(xué)方法建立索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Ao;不論用何種方法獲得Ao,基于Ao計(jì)算得到的索結(jié)構(gòu)計(jì)算數(shù)據(jù)必須非常接近其實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),其間的差異不得大于5%;對(duì)應(yīng)于Ao的索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)組成初始索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量Uo;Ao和Uo是不變的,只在第一次循環(huán)開始時(shí)建立;第i次循環(huán)開始時(shí)建立的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型記為Ai,其中i表示循環(huán)次數(shù);本發(fā)明的申請(qǐng)書中字母i除了明顯地表示步驟編號(hào)的地方外,字母i僅表示循環(huán)次數(shù),即第i次循環(huán);因此第一次循環(huán)開始時(shí)建立的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型記為A1,其中A1就等于Ao;為敘述方便,命名“索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Atio”,在每一次循環(huán)中Atio根據(jù)需要會(huì)不斷更新,每一次循環(huán)開始時(shí),Atio等于Ai;同樣為敘述方便,命名“索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量Uti”,在每一次循環(huán)中,不斷實(shí)測(cè)獲得索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù),所有索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)組成當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量Uti,向量Uti的元素與向量Uo相同位置的元素表示相同支座的相同方向的坐標(biāo);為敘述方便起見,對(duì)于第i次循環(huán),將上一次更新Atio時(shí)的索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)記為當(dāng)前索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量Utio;第一次循環(huán)開始時(shí),At1o等于A1,Ut1o等于Uo;g.實(shí)測(cè)獲得索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù),所有索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)組成當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量Uti,根據(jù)當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量Uti,在必要時(shí)更新索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Atio和當(dāng)前索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量Utio;h.在索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Atio的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次力學(xué)計(jì)算,通過計(jì)算獲得索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ΔCi和名義單位損傷向量Diu;i.實(shí)測(cè)得到索結(jié)構(gòu)的所有指定被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前實(shí)測(cè)數(shù)值,組成“被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值向量Ci”。給本步及本步之前出現(xiàn)的所有向量的元素編號(hào)時(shí),應(yīng)使用同一編號(hào)規(guī)則,這樣可以保證本步及本步之前出現(xiàn)的各向量的、編號(hào)相同的元素,表示同一被監(jiān)測(cè)量的、對(duì)應(yīng)于該元素所屬向量所定義的相關(guān)信息;j.定義索系統(tǒng)當(dāng)前名義損傷向量dic和當(dāng)前實(shí)際損傷向量di,損傷向量的元素個(gè)數(shù)等于索的數(shù)量,損傷向量的元素和索之間是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,損傷向量的元素?cái)?shù)值代表對(duì)應(yīng)索的損傷程度或健康狀態(tài);k.依據(jù)“被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值向量Ci”同“被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量Cio”、“單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ΔCi”和“當(dāng)前名義損傷向量dic”間存在的近似線性關(guān)系,該近似線性關(guān)系可表達(dá)為式1,式1中除dic外的其它量均為已知,求解式1就可以算出當(dāng)前名義損傷向量dic;<mrow><msup><mi>C</mi><mi>i</mi></msup><mo>=</mo><msubsup><mi>C</mi><mi>o</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>+</mo><mi>&Delta;</mi><msup><mi>C</mi><mi>i</mi></msup><mo>&CenterDot;</mo><msubsup><mi>d</mi><mi>c</mi><mi>i</mi></msubsup></mrow>式1l.利用式2表達(dá)的當(dāng)前實(shí)際損傷向量di同初始損傷向量dio和當(dāng)前名義損傷向量dic的元素間的關(guān)系,計(jì)算得到當(dāng)前實(shí)際損傷向量di的所有元素;<mrow><msubsup><mi>d</mi><mi>j</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><msubsup><mi>d</mi><mi>oj</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>)</mo></mrow><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><msubsup><mi>d</mi><mi>cj</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>)</mo></mrow></mrow>式2式2中j=1,2,3,……,N;由于當(dāng)前實(shí)際損傷向量di的元素?cái)?shù)值代表對(duì)應(yīng)索的損傷程度,所以根據(jù)當(dāng)前實(shí)際損傷向量di就能確定有哪些索受損及其損傷程度,即實(shí)現(xiàn)了索結(jié)構(gòu)中索系統(tǒng)的健康監(jiān)測(cè);若當(dāng)前實(shí)際損傷向量的某一元素的數(shù)值為0,表示該元素所對(duì)應(yīng)的索是完好的,沒有損傷的;若其數(shù)值為100%,則表示該元素所對(duì)應(yīng)的索已經(jīng)完全喪失承載能力;若其數(shù)值介于0和100%之間,則表示該索喪失了相應(yīng)比例的承載能力;m.在求得當(dāng)前名義損傷向量dic后,按照式3建立標(biāo)識(shí)向量Fi,式4給出了標(biāo)識(shí)向量Fi的第j個(gè)元素的定義;<mrow><msup><mi>F</mi><mi>i</mi></msup><mo>=</mo><msup><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msubsup><mi>F</mi><mn>1</mn><mi>i</mi></msubsup></mtd><mtd><msubsup><mi>F</mi><mn>2</mn><mi>i</mi></msubsup></mtd><mtd><mo>&CenterDot;</mo><mo>&CenterDot;</mo><mo>&CenterDot;</mo></mtd><mtd><msubsup><mi>F</mi><mi>j</mi><mi>i</mi></msubsup></mtd><mtd><mo>&CenterDot;</mo><mo>&CenterDot;</mo><mo>&CenterDot;</mo></mtd><mtd><msubsup><mi>F</mi><mi>N</mi><mi>i</mi></msubsup></mtd></mtr></mtable></mfenced><mi>T</mi></msup></mrow>式3<mrow><msubsup><mi>F</mi><mi>j</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>=</mo><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><mn>0</mn><mo>,</mo></mtd><mtd><mi>if</mi></mtd><mtd><msubsup><mi>d</mi><mi>cj</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>&lt;</mo><msubsup><mi>D</mi><mi>uj</mi><mi>i</mi></msubsup></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>1</mn><mo>,</mo></mtd><mtd><mi>if</mi></mtd><mtd><msubsup><mi>d</mi><mi>cj</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>&GreaterEqual;</mo><msubsup><mi>D</mi><mi>uj</mi><mi>i</mi></msubsup></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>式4式4中元素Fij是標(biāo)識(shí)向量Fi的第j個(gè)元素,Diui是名義單位損傷向量Diu的第j個(gè)元素,dicj是索系統(tǒng)當(dāng)前名義損傷向量dic的第j個(gè)元素,它們都表示第j根索的相關(guān)信息;式4中j=1,2,3,……,N;n.如果標(biāo)識(shí)向量Fi的元素全為0,則回到步驟g繼續(xù)本次循環(huán);如果標(biāo)識(shí)向量Fi的元素不全為0,則進(jìn)入下一步、即步驟o;o.根據(jù)式5計(jì)算得到下一次、即第i+1次循環(huán)所需的初始損傷向量di+1o的每一個(gè)元素di+1oj;<mrow><msubsup><mi>d</mi><mi>oj</mi><mrow><mi>i</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msubsup><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><msubsup><mi>d</mi><mi>oj</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>)</mo></mrow><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><msubsup><mi>D</mi><mi>uj</mi><mi>i</mi></msubsup><msubsup><mi>F</mi><mi>j</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>)</mo></mrow></mrow>式5式5中Diuj是名義單位損傷向量Diu的第j個(gè)元素,dicj是索系統(tǒng)當(dāng)前名義損傷向量dic的第j個(gè)元素,F(xiàn)ij是標(biāo)識(shí)向量Fi的第j個(gè)元素。式5中j=1,2,3,……,N;p.在索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Atio的基礎(chǔ)上,令索的健康狀況為di+1o后更新得到下一次、即第i+1次循環(huán)所需的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Ai+1,即對(duì)力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型進(jìn)行了更新;q.通過對(duì)力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Ai+1的計(jì)算得到對(duì)應(yīng)于模型Ai+1的結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值,這些數(shù)值組成下一次、即第i+1次循環(huán)所需的被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量Ci+1o;r.建立下一次、即第i+1次循環(huán)所需的索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Ati+1o,即取Ati+1o等于Ai+1;s.建立下一次、即第i+1次循環(huán)所需的當(dāng)前索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量Uti+1o,即取Uti+1o等于Utio;t.回到步驟g,開始下一次循環(huán)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有支座沉降時(shí)基于角度監(jiān)測(cè)的索系統(tǒng)的遞進(jìn)式健康監(jiān)測(cè)方法,其特征在于在步驟g中,根據(jù)當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量U",在必要時(shí)更新索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。和當(dāng)前索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U"。的具體方法為gl.實(shí)測(cè)得到當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量U"后,比較U"和U"。,如果U"等于U"。,則不需要對(duì)A"。進(jìn)行更新;g2.實(shí)測(cè)得到當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量U"后,比較U"和U"。,如果U"不等于U"。,則需要對(duì)A"。進(jìn)行更新,更新方法是先計(jì)算U"與U。的差,U"與U。的差就是當(dāng)前索結(jié)構(gòu)支座關(guān)于在建立A。時(shí)的索結(jié)構(gòu)支座的當(dāng)前支座位移,用當(dāng)前支座位移向量V表示支座位移,當(dāng)前支座位移向量V中的元素與支座位移分量之間是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,當(dāng)前支座位移向量V中一個(gè)元素的數(shù)值對(duì)應(yīng)于一個(gè)指定支座的一個(gè)指定方向的位移,其中支座位移在重力方向的分量就是支座沉降量;更新A"。的方法是在A。的基礎(chǔ)上令索的健康狀況為索系統(tǒng)初始損傷向量d:再進(jìn)一步對(duì)A。中的索結(jié)構(gòu)支座施加當(dāng)前支座位移約束,當(dāng)前支座位移約束的數(shù)值就取自當(dāng)前支座位移向量V中對(duì)應(yīng)元素的數(shù)值,對(duì)A。中的索結(jié)構(gòu)支座施加當(dāng)前支座位移約束后,最終得到的就是更新的當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。,更新A"。的同時(shí),U"。所有元素?cái)?shù)值也用U"所有元素?cái)?shù)值代替,即更新了U"。,這樣就得到了正確地對(duì)應(yīng)于A"。的U"。。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有支座沉降時(shí)基于角度監(jiān)測(cè)的索系統(tǒng)的遞進(jìn)式健康監(jiān)測(cè)方法,其特征在于在步驟h中,在索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次力學(xué)計(jì)算,通過計(jì)算獲得索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣AC1和名義單位損傷向量Diu的具體方法為hl.在第i次循環(huán)開始時(shí),直接按步驟h2至步驟h4所列方法獲得索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣Ae和名義單位損傷向量D、;在其它時(shí)刻,當(dāng)步驟g中對(duì)A"。進(jìn)行更新后,必須按步驟h2至步驟h4所列方法獲得索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣Ae和名義單位損傷向量D、,如果在步驟g中沒有對(duì)A"。進(jìn)行更新,則在此處直接轉(zhuǎn)入步驟i進(jìn)行后續(xù)工作;h2.在索結(jié)構(gòu)當(dāng)前力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A"。的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次力學(xué)計(jì)算,計(jì)算次數(shù)數(shù)值上等于所有索的數(shù)量,有N根索就有N次計(jì)算,每一次計(jì)算假設(shè)索系統(tǒng)中只有一根索在原有損傷的基礎(chǔ)上再增加單位損傷,每一次計(jì)算中出現(xiàn)損傷的索不同于其它次計(jì)算中出現(xiàn)損傷的索,并且每一次假定有損傷的索的單位損傷值可以不同于其他索的單位損傷值,用"名義單位損傷向量Diu"記錄所有索的假定的單位損傷,每一次計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)中所有指定被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值,每一次計(jì)算得到的所有被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值組成一個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的計(jì)算當(dāng)前數(shù)值向量";當(dāng)假設(shè)第j根索有單位損傷時(shí),可用Citj表示對(duì)應(yīng)的"被監(jiān)測(cè)量的計(jì)算當(dāng)前數(shù)值向量";在本步驟中給各向量的元素編號(hào)時(shí),應(yīng)同本發(fā)明中其它向量使用同一編號(hào)規(guī)則,這樣可以保證本步驟中各向量中的任意一個(gè)元素,同其它向量中的、編號(hào)相同的元素,表達(dá)了同一被監(jiān)測(cè)量或同一對(duì)象的相關(guān)信息;h3.每一次計(jì)算得到的那個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的計(jì)算當(dāng)前數(shù)值向量Citj"減去"被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量ci。"得到一個(gè)向量,再將該向量的每一個(gè)元素都除以本次計(jì)算中假定的單位損傷值后得到一個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量SCij";有N根索就有N個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量";h4.由這N個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量"依次組成有N列的"單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ACi";"單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ACi"的每一列對(duì)應(yīng)于一個(gè)"被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量";"單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣"的列的編號(hào)規(guī)則與當(dāng)前名義損傷向量d、和當(dāng)前實(shí)際損傷向量&的元素編號(hào)規(guī)則相同。全文摘要有支座沉降時(shí)基于角度監(jiān)測(cè)的索系統(tǒng)的遞進(jìn)式健康監(jiān)測(cè)方法,基于角度監(jiān)測(cè)、通過監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)來決定是否需要再次更新結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型,考慮到了被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值向量同被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值向量、單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣和當(dāng)前名義損傷向量間的線性關(guān)系是近似的,為克服此缺陷,本發(fā)明給出了使用線性關(guān)系分段逼近非線性關(guān)系的方法,將大區(qū)間分割成連續(xù)的一個(gè)個(gè)小區(qū)間,在每一個(gè)小區(qū)間內(nèi)上述線性關(guān)系都是足夠準(zhǔn)確的,在每一個(gè)小區(qū)間內(nèi)可以利用多目標(biāo)優(yōu)化算法等合適的算法算出當(dāng)前索損傷向量的非劣解,據(jù)此可以比較準(zhǔn)確地確定受損索的位置及其損傷程度。文檔編號(hào)G01M99/00GK101782473SQ201010127310公開日2010年7月21日申請(qǐng)日期2010年3月17日優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日發(fā)明者韓玉林申請(qǐng)人:東南大學(xué)
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊!
1
海口市| 于田县| 万州区| 讷河市| 香港| 饶平县| 许昌县| 巴林左旗| 江达县| 崇明县| 三门县| 吴川市| 九江县| 屏边| 张家口市| 静海县| 昌邑市| 建昌县| 江油市| 吉木萨尔县| 台北市| 灌阳县| 特克斯县| 垣曲县| 东乌珠穆沁旗| 隆化县| 博爱县| 公安县| 汉川市| 景谷| 黄石市| 长岭县| 德保县| 伊宁市| 克山县| 辽阳市| 汨罗市| 抚远县| 乌兰察布市| 西乌珠穆沁旗| 云安县|