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协同卡尔曼滤波和递归本征正交分解的结构损伤识别
1
作者
杨少冲
靳佳林
+2 位作者
邱富威
阎宇杰
马连华
《振动与冲击》
北大核心
2025年第20期49-59,74,共12页
当前基于本征正交分解和卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)的结构损伤识别方法,只能通过跟踪结构一阶本征正交模态(proper orthogonal mode,POM)的演化进行结构损伤识别,但对微小损伤的敏感性较低。为了改善其识别能力,发展了一种协同KF和...
当前基于本征正交分解和卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)的结构损伤识别方法,只能通过跟踪结构一阶本征正交模态(proper orthogonal mode,POM)的演化进行结构损伤识别,但对微小损伤的敏感性较低。为了改善其识别能力,发展了一种协同KF和递归本征正交分解(recursive proper orthogonal decomposition,RPOD)的KF-RPOD方法。该方法可基于结构动应变响应数据构造快照矩阵,避免了实际工程中位移传感器成本高、测点布置困难及环境因素导致的位移数据采集困难等问题。通过RPOD方法提取快照矩阵中的本征正交模态,构建降阶模型,减少结构分析计算的自由度,解决了损伤识别计算量大且难以求解的问题。在迭代的每一步计算过程,能及时更新观测向量分量,并在观测阶段和后验估计中消除低阶POM的影响,且能动态更新由POM构建的降阶模型,同时跟踪损伤的演化并对其进行定位。通过五层钢框架动力学数值模拟和模型实测试验验证了该方法的有效性。结果表明,所发展的方法能够准确跟踪高阶POM的演化,显著提高了识别精度,能在线识别结构损伤。
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关键词
卡尔曼滤波(KF)
递
归本征
正
交
分解
(
rpod
)
模型降阶
损伤识别
在线健康监测
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职称材料
基于递归本征正交分解与强跟踪扩展卡尔曼滤波的结构损伤识别
2
作者
杨少冲
姚远
+2 位作者
刘家亮
雷振
方有亮
《振动工程学报》
北大核心
2025年第1期117-125,共9页
针对目前已有损伤识别方法难以实时跟踪结构损伤且计算量大的问题,提出了一种基于递归本征正交分解(recursive proper orthogonal decomposition,RPOD)与强跟踪扩展卡尔曼滤波(strong tracking extended Kalman filter,STEKF)相结合的...
针对目前已有损伤识别方法难以实时跟踪结构损伤且计算量大的问题,提出了一种基于递归本征正交分解(recursive proper orthogonal decomposition,RPOD)与强跟踪扩展卡尔曼滤波(strong tracking extended Kalman filter,STEKF)相结合的模型降阶与结构损伤在线识别方法,对动载荷作用下的结构损伤识别进行了研究。利用RPOD方法在线更新并实时建立反映结构状态的降阶模型,解决未知载荷作用下多自由度结构动力分析计算量大且难以收敛的问题,同时跟踪损伤的演化并对其进行定位;通过STEKF方法跟踪降阶模型的状态向量,识别因损伤而退化的降阶模型参数。分别采用六层剪切型框架的数值模拟与三层钢框架的模型试验验证了该方法的可行性,结果表明,所提出的方法能够准确建立降阶模型并跟踪降阶模型参数的时变历程,同时可以有效地识别出剪切型建筑结构损伤的位置和程度,即使在处理高程度噪声时仍有较高的精度。
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关键词
损伤识别
模型降阶
递
归本征
正
交
分解
强跟踪扩展卡尔曼滤波
数据驱动
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职称材料
Gabor滤波器的快速实现
被引量：
21
3
作者
陈小光
封举富
《自动化学报》
EI
CSCD
北大核心
2007年第5期456-461,共6页
本文提出了Gabor滤波器的两种快速实现方法．这两种方法首先把Gabor滤波器分解为多个不同方向上有着不同参数的一维高斯滤波器的组合,然后通过递归的方法分别实现这些高斯滤波器,从而实现Gabor滤波器．实验和分析结果表明,本文提出的Ga...
本文提出了Gabor滤波器的两种快速实现方法．这两种方法首先把Gabor滤波器分解为多个不同方向上有着不同参数的一维高斯滤波器的组合,然后通过递归的方法分别实现这些高斯滤波器,从而实现Gabor滤波器．实验和分析结果表明,本文提出的Gabor滤波器的快速实现方法,不论是计算复杂度还是计算精度,都比基于卷积的标准实现方法有着更好的性能和效果．
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关键词
GABOR滤波
高斯滤波器
非
正
交
分解
递
归滤波
快速算法
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职称材料
题名
协同卡尔曼滤波和递归本征正交分解的结构损伤识别
1
作者
杨少冲
靳佳林
邱富威
阎宇杰
马连华
机构
河北大学建筑工程学院
河北省土木工程监测与评估技术创新中心
保定市智能建造重点实验室
东莞理工学院材料科学与工程学院
出处
《振动与冲击》
北大核心
2025年第20期49-59,74,共12页
基金
国家自然科学基金(12172117)。
文摘
当前基于本征正交分解和卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)的结构损伤识别方法,只能通过跟踪结构一阶本征正交模态(proper orthogonal mode,POM)的演化进行结构损伤识别,但对微小损伤的敏感性较低。为了改善其识别能力,发展了一种协同KF和递归本征正交分解(recursive proper orthogonal decomposition,RPOD)的KF-RPOD方法。该方法可基于结构动应变响应数据构造快照矩阵,避免了实际工程中位移传感器成本高、测点布置困难及环境因素导致的位移数据采集困难等问题。通过RPOD方法提取快照矩阵中的本征正交模态,构建降阶模型,减少结构分析计算的自由度,解决了损伤识别计算量大且难以求解的问题。在迭代的每一步计算过程,能及时更新观测向量分量,并在观测阶段和后验估计中消除低阶POM的影响,且能动态更新由POM构建的降阶模型,同时跟踪损伤的演化并对其进行定位。通过五层钢框架动力学数值模拟和模型实测试验验证了该方法的有效性。结果表明,所发展的方法能够准确跟踪高阶POM的演化,显著提高了识别精度,能在线识别结构损伤。
关键词
卡尔曼滤波(KF)
递
归本征
正
交
分解
(
rpod
)
模型降阶
损伤识别
在线健康监测
Keywords
Kalman filter(KF)
recursive proper orthogonal decomposition(
rpod
)
reduced-order modeling
damage identification
online health monitoring
分类号
TU317 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
基于递归本征正交分解与强跟踪扩展卡尔曼滤波的结构损伤识别
2
作者
杨少冲
姚远
刘家亮
雷振
方有亮
机构
河北大学建筑工程学院
河北省土木工程监测与评估技术创新中心
出处
《振动工程学报》
北大核心
2025年第1期117-125,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(12172117)。
文摘
针对目前已有损伤识别方法难以实时跟踪结构损伤且计算量大的问题,提出了一种基于递归本征正交分解(recursive proper orthogonal decomposition,RPOD)与强跟踪扩展卡尔曼滤波(strong tracking extended Kalman filter,STEKF)相结合的模型降阶与结构损伤在线识别方法,对动载荷作用下的结构损伤识别进行了研究。利用RPOD方法在线更新并实时建立反映结构状态的降阶模型,解决未知载荷作用下多自由度结构动力分析计算量大且难以收敛的问题,同时跟踪损伤的演化并对其进行定位;通过STEKF方法跟踪降阶模型的状态向量,识别因损伤而退化的降阶模型参数。分别采用六层剪切型框架的数值模拟与三层钢框架的模型试验验证了该方法的可行性,结果表明,所提出的方法能够准确建立降阶模型并跟踪降阶模型参数的时变历程,同时可以有效地识别出剪切型建筑结构损伤的位置和程度,即使在处理高程度噪声时仍有较高的精度。
关键词
损伤识别
模型降阶
递
归本征
正
交
分解
强跟踪扩展卡尔曼滤波
数据驱动
Keywords
damage identification
reduced-order modeling
recursive proper orthogonal decomposition(
rpod
)
strong tracking extended Kalman filter(STEKF)
data driven
分类号
TU3111.3 [建筑科学—结构工程]
TB122 [理学—工程力学]
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职称材料
题名
Gabor滤波器的快速实现
被引量：
21
3
作者
陈小光
封举富
机构
北京大学信息科学技术学院智能科学系
出处
《自动化学报》
EI
CSCD
北大核心
2007年第5期456-461,共6页
基金
国家自然科学基金项目(60575002)
"973"项目(2004CB318000)
"新世纪优秀人才支持计划"资助~~
文摘
本文提出了Gabor滤波器的两种快速实现方法．这两种方法首先把Gabor滤波器分解为多个不同方向上有着不同参数的一维高斯滤波器的组合,然后通过递归的方法分别实现这些高斯滤波器,从而实现Gabor滤波器．实验和分析结果表明,本文提出的Gabor滤波器的快速实现方法,不论是计算复杂度还是计算精度,都比基于卷积的标准实现方法有着更好的性能和效果．
关键词
GABOR滤波
高斯滤波器
非
正
交
分解
递
归滤波
快速算法
Keywords
Gabor filter, Gaussian filter, non-orthogonal decomposition, recursive filtering, fast algorithm
分类号
TN713 [电子电信—电路与系统]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
协同卡尔曼滤波和递归本征正交分解的结构损伤识别
杨少冲
靳佳林
邱富威
阎宇杰
马连华
《振动与冲击》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于递归本征正交分解与强跟踪扩展卡尔曼滤波的结构损伤识别
杨少冲
姚远
刘家亮
雷振
方有亮
《振动工程学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
Gabor滤波器的快速实现
陈小光
封举富
《自动化学报》
EI
CSCD
北大核心
2007
21
在线阅读
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职称材料
已选择
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