基于粒子群算法的結(jié)構(gòu)損傷檢測.pdf

1、土木工程結(jié)構(gòu)在投入使用后，在復(fù)雜的服役環(huán)境中受到設(shè)計荷載的變更以及各種突發(fā)性外在因素的作用而面臨結(jié)構(gòu)損傷的問題，一些不易被檢測的損傷可能會持續(xù)發(fā)展并導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，因此，近年來有關(guān)結(jié)構(gòu)損傷識別的研究受到了廣泛關(guān)注，成為土木工程領(lǐng)域十分活躍的重要分支。本文在水利部科技創(chuàng)新項目（SCX2003-18）和國家自然科學(xué)基金（50378041）的資助下，分析了傳統(tǒng)粒子群算法的局限性，提出了改進(jìn)的粒子群算法，并將傳統(tǒng)粒子群算法和改進(jìn)的粒子群算法應(yīng)用于

2、結(jié)構(gòu)損傷檢測領(lǐng)域。論文首先總結(jié)了目前應(yīng)用于結(jié)構(gòu)損傷檢測領(lǐng)域的常用方法，同時指出結(jié)構(gòu)損傷檢測在數(shù)學(xué)上?？梢赞D(zhuǎn)化為約束優(yōu)化問題，從而指出利用粒子群算法求解結(jié)構(gòu)損傷檢測問題的可行性。然后全面介紹了粒子群算法的背景，基本理論和目前常用的幾種改進(jìn)算法，在此基礎(chǔ)上分析了基本粒子群算法容易早熟的問題，從而提出了旨在增強粒子群算法后期粒子的差異性，增強其抵抗陷入局部極小能力的改進(jìn)粒子群算法，五個常用于約束優(yōu)化問題的標(biāo)準(zhǔn)測試函數(shù)的分析結(jié)果表明：改進(jìn)粒子群

3、算法的性能優(yōu)于傳統(tǒng)粒子群算法的性能。緊接著本文將傳統(tǒng)粒子群算法和改進(jìn)的粒子群算法應(yīng)用于結(jié)構(gòu)損傷檢測領(lǐng)域。兩層框架結(jié)構(gòu)的單損傷和多損傷數(shù)值仿真不僅表明了粒子群算法應(yīng)用于該領(lǐng)域的有效性，同時進(jìn)一步證明了本文改進(jìn)粒子群算法的性能優(yōu)于傳統(tǒng)粒子群算法的性能，其中單損傷考慮了小損傷和不同橫梁損傷的各種情況，多損傷考慮了兩單元損傷程度相同和損傷程度不同的多種損傷工況。在此基礎(chǔ)上，為了更好的模擬實際結(jié)構(gòu)測試過程中振型只能測試到部分分量，本文還研究了直接