[發明專利]鋼混結構腐蝕電化學特征的分數微分識別算法

有效

• 申請號: 201310667490.6
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103678907A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 喬國富;李惠;歐進萍;關新春
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.鋼混結構腐蝕電化學特征的分數微分識別算法，其特征在于，方法如下：

(1)R_c((R_ctZ_w)Z_CPE等效電路的傳遞函數的建立

其中，G(jω)-導納；I(jω)和U(jω)分別為激勵電流和對應的電壓響應，或電流響應和對應的激勵電壓；R_c-混凝土電阻；R_ct-鋼混界面處鋼筋腐蝕電化學反應電阻；Y_OQ-常相位角元件基本導納；β-常相位角元件指數；Y_OW-Warburg阻抗基本導納；

(2)分數微分算法的建立

根據Grundwald-Letnikov對分數微分算子的定義，對傳遞函數進行變形推導，可以求得電流響應的數值解：

dαf(t)dtα|t=kT=limT→0T-α[Δf(t)]α---(2)]]>

其中：α∈R，T為離散周期，即電壓階躍激勵信號u(t)和響應電流信號i(t)的采樣周期，0≤k≤N，N為采樣的點數，N、k均為自然數：

Δf(kt)|_t＝kT=f(kT)-f(kT-T)???(3)

Grundwald-Letnikov定義的分數微分算子為：

D^αf(t)|_t=kT???(4)

離散化表示為：

Dαf(t)|t=kT=limT→0T-αΣl=0N(-1)lαlf((k-l)T),N≈tT---(5)]]>

其中：

αl=α(α-1)···(α-l+1)l!---(6)]]>

應用分數微分Grundwald-Letnikov微分算子進行離散化得到的表達式會比其它的離散化方法得到更加精確的結果，為了便于程序化，定義如下的表達式：

q=(α)l=(-1)lαl,l∈N---(7)]]>

則式(5)的表達式簡化為：

Dαf(t)|t=kT=limT→0T-αΣl=oNq(α)lf((k-l)T)---(8)]]>

假定對鋼筋混凝土體系輸入的瞬態電壓激勵為u(t)，測出的電流為i(t)，這兩種電信號的采樣周期為T，采樣數據的長度為N；在已知瞬態階躍電壓u(t)的前提下，經過數值模擬，求得模擬電流i_e(t)；建立目標函數J來評估測量值i(t)和模擬值i_e(t)之間的誤差：

J=Σk=0N-1(ie(k)-i(k))2---(9)]]>

因模擬電流值i_e(t)是腐蝕電化學特征參數Y_OQ、Y_OW、R_ct、R_c和β的函數，因此在使得目標函數J小于給定控制誤差條件下，通過Matlab進行非線性參數擬合計算，得到Y_OQ、Y_OW、R_ct、R_c和β；

在給定待識別參數的初值后，結合電流響應的試驗值進行迭代運算，當計算結果與試驗結果的誤差小于控制誤差后，即得到待識別參數值，從而實現鋼混結構鋼筋腐蝕電化學特征的識別。