[发明专利]基于索网模型的悬索桥双吊索参数识别方法

权利要求书

1.基于索网模型的悬索桥双吊索参数识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集索网结构中已知的基本参数；基本参数包括吊索的索力、材料的弹性模量、材料的截面积、吊索结构的计算长度、单位索长的质量、减振器所处的位置以及减振器的刚度；

计算索网结构的频率方程；具体为：

假设两根等长吊索L，吊索索力T、抗弯刚度EI以及单位索长质量m均相等，通过一个刚度为K的减振器进行连接，减振器在吊索1/2处，则其频率方程为：

若减振器刚度K为无限大，减振器在吊索1/2处，则频率方程为：

其中，频率方程(1)和(2)均在边界为固结的条件下计算得出；

对索网结构进行振动频率测试并采集各阶实测频率；

定义目标函数；具体为：

其中，分别为计算所得和实测所得的吊索第j阶频率值，w_j是各频率阶次下的权重系数，n是实测中所得的频率最高阶次；

当计算频率等于实际频率时，即目标函数J＝0时，计算的吊索参数即为实际吊索参数，但是，实际工程中存在误差，因此，使目标函数J达到极小值，把目标函数导数的模控制在一个预设的范围内，即认为求解的吊索参数为实际吊索参数；

迭代求解索网结构实际参数，具体为：

通过公式(3)对吊索索网实际参数进行优化，采用优化迭代求解方法进行求解，包括单参数识别以及多参数识别；

所述单参数识别具体为：

由公式(3)得，当吊索索网只有一个未知参数时，测量频率最高阶数n包括1和大于1两种情况；当n＝1时为单频率识别吊索索网单参数，当n＞1时为多频率识别吊索索网单参数；

当n＝1时，具体为：

设

得j为任意频率阶次；

当通过吊索振动测试得到实测频率后，则得到

由于未知参数x为T、EI、L、m以及K中的一个，频率方程(1)或(2)中只有一个未知参数，通过迭代法求出未知参数，具体为：

令代入频率方程(1)或(2)，定义频率方程左边为f(x)；

确定x的范围为a≤x≤b，并令迭代轮次k＝0，给定所求未知参数初始值为x⁽⁰⁾＝a，求解f(x⁽⁰⁾)；迭代步长为t，迭代次数N＝(b-a)/t；

令k＝k+1，x^(k)＝x⁽⁰⁾+kt；

若f(x^(k-1))×f(x^(k))＜0成立，输出x^(k)，判断x^(k)≥x^(N)，若x^(k)≥x^(N)成立，则结束迭代，否则返回令k＝k+1，x^(k)＝x⁽⁰⁾+kt步骤，继续迭代；若f(x^(k-1))×f(x^(k))＜0不成立，判断x^(k)≥x^(N)，若x^(k)≥x^(N)成立，结束迭代，否则返回令k＝k+1，x^(k)＝x⁽⁰⁾+kt步骤，继续迭代。

2.根据权利要求1所述的基于索网模型的悬索桥双吊索参数识别方法，其特征在于，所述基于索网模型的悬索桥双吊索参数识别方法亦适用于减振器不位于吊索1/2处或索网两吊索参数不相同的情况。