[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于多源不確定性的結(jié)構(gòu)分布式動(dòng)態(tài)載荷識(shí)別的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810360768.8
• 申請(qǐng)日: 2018-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108846149B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王磊;劉亞儒;劉易斯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/23
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 11251 北京科迪生專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 楊學(xué)明;盧紀(jì)

1.一種基于多源不確定性的結(jié)構(gòu)分布式動(dòng)態(tài)載荷識(shí)別的方法，其特征在于：該方法首先建立基于正交多項(xiàng)式展開(kāi)的確定性結(jié)構(gòu)分布式動(dòng)態(tài)載荷時(shí)域識(shí)別模型，并利用TIAM算法即基于泰勒展開(kāi)的區(qū)間分析方法對(duì)考慮不確定性的結(jié)構(gòu)分布式動(dòng)態(tài)載荷進(jìn)行識(shí)別，該方法實(shí)現(xiàn)步驟如下：

第一步：應(yīng)用正交多項(xiàng)式擬合結(jié)構(gòu)分布式動(dòng)態(tài)載荷，建立結(jié)構(gòu)在時(shí)域內(nèi)的逆向模型，進(jìn)而得到結(jié)構(gòu)動(dòng)響應(yīng)與正交多項(xiàng)式系數(shù)之間的聯(lián)系，利用結(jié)構(gòu)上有限測(cè)點(diǎn)的動(dòng)響應(yīng)信息及結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性實(shí)現(xiàn)對(duì)正交多項(xiàng)式系數(shù)的求取，從而構(gòu)造完成基于正交多項(xiàng)式展開(kāi)的確定性結(jié)構(gòu)分布式動(dòng)態(tài)載荷時(shí)域識(shí)別模型；其中，分布式動(dòng)態(tài)載荷關(guān)于正交多項(xiàng)式的表達(dá)式為：

f(x,t)＝[P₀(x) P₁(x) P₂(x) … P_j(x)][a₀(t) a₁(t) a₂(t) … a_j(t)]^T

式中，f(x,t)為結(jié)構(gòu)第x個(gè)節(jié)點(diǎn)在t時(shí)刻的動(dòng)態(tài)載荷；[P₀(x) P₁(x) P₂(x) … P_j(x)]為第x個(gè)節(jié)點(diǎn)處的j階正交多項(xiàng)式向量；[a₀(t) a₁(t) a₂(t) … a_j(t)]^T表示在t時(shí)刻的正交多項(xiàng)式系數(shù)向量，記為A(t)，可根據(jù)有限測(cè)點(diǎn)的動(dòng)響應(yīng)信息求得；

第二步：將結(jié)構(gòu)的不確定性參數(shù)用區(qū)間定量化描述，對(duì)正交多項(xiàng)式系數(shù)向量在不確定性參數(shù)區(qū)間中心值處進(jìn)行一階泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)，進(jìn)而將不確定性結(jié)構(gòu)的分布式動(dòng)態(tài)載荷識(shí)別問(wèn)題轉(zhuǎn)換為兩類(lèi)確定性問(wèn)題，即在不確定性參數(shù)中心值處正交多項(xiàng)式的系數(shù)向量的求解，和正交多項(xiàng)式系數(shù)向量關(guān)于每一個(gè)不確定性參數(shù)在其中心值處的靈敏度的計(jì)算，從而得到任意時(shí)刻正交多項(xiàng)式的系數(shù)向量的上、下界值；其中，正交多項(xiàng)式的系數(shù)向量的上、下界值按如下的方式求解：假設(shè)結(jié)構(gòu)含有m個(gè)不確定性參數(shù)，記結(jié)構(gòu)的m維不確定性參數(shù)的區(qū)間向量為b^I＝[b_l,b_u],b_i∈b^I＝[b_il,b_iu],i＝1,2,…,m，并對(duì)區(qū)間變量b^I進(jìn)行如下的變換后得到b^I＝b^c+Δbλ,其中，不確定性參數(shù)的區(qū)間半徑記為Δb＝0.5×(b_u-b_l),Δb_i＝0.5×(b_iu-b_il),i＝1,2,…m，不確定性參數(shù)的區(qū)間中心值記為b^c＝0.5×(b_u+b_l),標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間變量為λ＝[-1，1]，t時(shí)刻正交多項(xiàng)式系數(shù)向量的上界值A(chǔ)_u(t)與下界值A(chǔ)_l(t)可直接通過(guò)下列顯式求得：

式中，A(t,b^c)為不確定性參數(shù)中心值處正交多項(xiàng)式系數(shù)向量，為多項(xiàng)式系數(shù)向量關(guān)于第i個(gè)不確定性參數(shù)在中心值處的靈敏度，可以利用差分代替微分的方法近似表示，即δb_i為關(guān)于不確定性參數(shù)b_i的攝動(dòng)；

進(jìn)一步，利用求解的正交多項(xiàng)式系數(shù)向量的界值，得到考慮不確定性的結(jié)構(gòu)分布式動(dòng)態(tài)載荷f^I(x,t,b)的上界值f_u(x,t)和下界值f_l(x,t)：

式中，P_k(x)為第x個(gè)節(jié)點(diǎn)處的第k項(xiàng)正交多項(xiàng)式，A_ku(t)和A_kl(t)分別為t時(shí)刻第k項(xiàng)正交多項(xiàng)式系數(shù)的上界值和下界值；從而完成利用TIAM算法對(duì)考慮不確定性的結(jié)構(gòu)分布式動(dòng)態(tài)載荷的識(shí)別模型。