[发明专利]基于分布式应变测量技术的闭环桥梁结构损伤诊断方法

权利要求书

1.基于分布式应变测量技术的闭环桥梁结构损伤诊断方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：针对所研究的桥梁结构，建立健康状态下的有限元模型，提取其初始刚度矩阵以及初始质量矩阵，同时对桥梁结构施加某一确定的非反馈激励，采集振动信号，并根据响应对结构进行模型修正，得到修正刚度矩阵及修正质量矩阵；

步骤二：利用步骤一中得到的结构修正刚度矩阵及修正质量矩阵，使用闭环技术构建闭环系统，结合可观测性及输出能控性要求，求解得到反馈激励及测点合适的数量及位置；

步骤三：根据步骤二中得到的反馈激励及测点的数量及位置，结合闭环特征值损伤灵敏度计算方法以及闭环系统稳定性判别理论，选取合适的闭环极点；

步骤四：针对步骤三中得到的闭环极点，采用奇异值分解的方法实现极点配置，计算得到反馈增益；

步骤五：利用分布式布里渊光纤传感技术采集具备高空间分辨率的结构关键点应变值，并通过虚拟共轭梁法得到对应测点位移及速度，结合步骤四得到的反馈增益计算得到反馈激励，利用反馈激励以及非反馈激励对结构进行加载，完成基于闭环技术的加载，采集加载后的结构响应；

步骤六：根据步骤五中加载后采集得到的结构响应，计算闭环位移频响函数，并从中提取闭环特征值构建桥梁结构损伤判别因子，将健康状态以及待诊断状态下的损伤判别因子进行比较，判定结构是否出现损伤。

2.根据权利要求1所述的基于分布式应变测量技术的闭环桥梁结构损伤诊断方法，其特征在于，步骤一所示的桥梁结构模型修正方法为：

步骤一一：根据健康状态下的桥梁结构参数，建立结构初始的有限元模型，提取结构初始刚度矩阵K_chu以及初始质量矩阵M_chu；

步骤一二：对桥梁结构施加非反馈激励w(t)，采集振动信号，并进行频谱分析，提取结构健康状态下前几阶自振频率{ω₁,ω₂,ω₃,…}；

步骤一三：以步骤一二中计算得到的自振频率{ω₁,ω₂,ω₃,…}作为修正目标，对所建立的有限元模型进行模型修正，使得修正目标满足条件：

式中，Δω为自振频率误差，ω_i为第i阶实测自振频率，为第i阶有限元计算自振频率，δ为误差限值；

利用修正后的有限元模型，提取结构修正刚度矩阵K_xiu以及修正质量矩阵M_xiu。