[发明专利]基于监测加速度的拉索时变索力历程识别的数据驱动方法

摘要

本发明提出了一种基于监测加速度的拉索时变索力历程识别的数据驱动方法，运用复杂度寻踪这种高效的无监督学习算法，利用拉索上布置的多通道加速度传感器的监测信息，实现了对索力时程进行实时辨识。复杂度寻踪算法可以自主地将拉索的加速度响应分解为拉索的单模态响应，进而通过极短时间的加速度信息辨识拉索的实时频率，通过张紧弦理论计算索力时程。通过结合实测索力和实测风速的斜拉桥的模拟分析以及拉索的模型试验，证明了所提出的复杂度寻踪算法能够对时变索力历程进行准确的实时识别。本发明是一种直接有效的时变索力历程辨识方法，简单易用，索力辨识精度高，时效性强且能够实现在线实时辨识，尤其适用于拉索的在线评估。

主权项

1.一种基于监测加速度的拉索时变索力历程识别的数据驱动方法，其特征在于，步骤如下：步骤1：对待测试拉索同一平面内布设2-3个的加速度传感器，测试斜拉索在环境激励下的加速度响应，并通过一个通道的10秒内的加速度信号，辨识拉索基频及该时间段内能够激励起来的最高频率，拉索的基频用f₁表示，监测加速度信号中能够辨识的拉索的最高频率用f_i表示，f_i≈i×f₁，其中，表示拉索在索力T作用下，第i阶模态的圆频率，μ为单位索长的密度，L为斜拉索长度为L；步骤2：设计高通滤波器，截止频率(i-1.5)f₁，将拉索的多通道加速度信号中出现的最高两阶频率f_i和f_i-1提取出来；步骤3：选择3秒的窗函数，对窗函数内的多通道加速度信号进行滤波预处理，预处理后加速度信号通过复杂度寻踪算法分离得到单模态响应信号，通过快速傅里叶变换或功率谱计算单模态响应信号的频率，利用张紧弦理论，通过辨识的频率计算拉索的时变索力；步骤4：滑动窗函数，对窗函数内的加速度信号重复步骤3，辨识拉索的时变索力历程。