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桥梁健康监测系统传感器优化布置研究

发布时间:2016-10-04 17:37

  本文关键词:桥梁健康监测中的传感器优化布置研究,由笔耕文化传播整理发布。


《华中科技大学》 2007年

桥梁健康监测系统传感器优化布置研究

高荣  

【摘要】: 在大跨度桥梁健康监测系统当中,作为提取结构信息的传感器系统是整个健康监测体系中非常重要的组成部分,好的传感器布置方案,不仅能节约经费,而且能以尽量少的传感器来提取更精确的结构信息,因此,对桥梁健康监测系统中传感器的布置进行优化研究具有十分重要的意义。本文就是基于非传统优化算法——模拟退火方法开展桥梁健康监测系统传感器优化布置的研究。 本文首先对桥梁健康监测系统中传感器优化配置的意义,优化准则和方法的研究进展进行了较全面的综述;然后对模拟退火算法的发展历程、基本原理和应用的具体过程作了详细的介绍;再根据模拟退火算法的特点,结合传感器优化布置的基本原理,基于模态置信度(MAC)准则,确定优化的约束条件和目标函数,建立了完整的数学模型,并给出了传感器优化布置的求解方法。 本文以海口市海新大桥为工程背景,运用空间有限元软件MIDAS/Civil对其建模分析,针对大桥的主梁和拱塔分别得出其各阶振型模态数据。运用MATLAB语言编写了基于模拟退火算法的传感器优化计算程序,并利用该程序对海新大桥主梁和拱塔的加速度传感器的布置进行组合优化。 通过分析布置结果认为,本文介绍的基于模拟退火算法的传感器优化布置方法理论合理、方便可行,具有一定的实际应用价值。

【关键词】:
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:U446
【目录】:

  • 摘要4-5
  • ABSTRACT5-9
  • 1 绪论9-20
  • 1.1 课题的工程背景及研究意义9-10
  • 1.2 传感器优化布置10-18
  • 1.2.1 传感器优化布置的研究进展10-13
  • 1.2.2 传感器优化布置的准则及发展现状13-16
  • 1.2.3 传感器优化布置的方法及发展现状16-18
  • 1.3 本文主要的研究内容18-20
  • 2 模拟退火算法20-31
  • 2.1 模拟退火算法的历史回顾20-21
  • 2.2 模拟退火算法的基本思想21-25
  • 2.2.1 基本原理21-22
  • 2.2.2 算法的实现22-23
  • 2.2.3 算法的基本组成23-25
  • 2.3 模拟退火算法的特点25-27
  • 2.4 模拟退火算法的应用27-29
  • 2.4.1 应用的一般要求27-28
  • 2.4.2 应用领域28-29
  • 2.5 模拟退火算法的改进29-31
  • 3 传感器优化布置的数学模型及求解方法31-45
  • 3.1 传感器优化布置的基本原理31-33
  • 3.2 传感器优化布置数学模型的确定33-36
  • 3.2.1 目标函数33-35
  • 3.2.2 约束条件35
  • 3.2.3 数学模型35-36
  • 3.3 基于模拟退火法传感器优化布置的求解方法36-43
  • 3.3.1 解空间的确定36
  • 3.3.2 初始解的选择36-37
  • 3.3.3 新解的产生和接受机制37-38
  • 3.3.4 冷却进度表的选取38-43
  • 3.4 传感器优化的实现过程43-45
  • 4 桥梁健康监测的传感器优化布置的应用45-66
  • 4.1 工程概况45-47
  • 4.2 计算模型47-49
  • 4.3 海新大桥有限元模态分析49-57
  • 4.4 海新大桥桥梁健康监测传感器优化布置57-65
  • 4.4.1 主梁传感器优化布置57-60
  • 4.4.2 拱塔传感器优化布置60-65
  • 4.5 本章小节65-66
  • 5 基于MATLAB 实现桥梁健康监测传感器优化布置66-78
  • 5.1 MATLAB 简介66
  • 5.2 传感器优化布置的实现66-76
  • 5.2.1 程序使用的参数67-68
  • 5.2.2 传感器优化布置的程序实现68-76
  • 5.3 程序验证76-78
  • 6 结论与展望78-81
  • 6.1 结论78-79
  • 6.2 展望79-81
  • 致谢81-82
  • 参考文献82-85
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    【引证文献】

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    1 王宏云;基于数据挖掘的煤矿安全监测系统研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

    2 赵虎;基于动力参数的高速铁路桥梁多层次损伤识别与性能评定[D];西南交通大学;2010年

    3 帅宗义;高速铁路桥梁健康监测系统中传感器优化布置的研究[D];西南交通大学;2011年

    【参考文献】

    中国期刊全文数据库 前9条

    1 李戈,秦权,董聪;用遗传算法选择悬索桥监测系统中传感器的最优布点[J];工程力学;2000年01期

    2 都志辉,李三立,吴梦月,李树有,朱静;混合SPMD模拟退火算法及其应用[J];计算机学报;2001年01期

    3 刘张榕;资源公平分配的模拟退火法研究[J];江西农业大学学报;2003年03期

    4 刘福强,张令弥;作动器/传感器优化配置的研究进展[J];力学进展;2000年04期

    5 胡山鹰,陈丙珍,何小荣,沈静珠;非线性规划问题全局优化的模拟退火法[J];清华大学学报(自然科学版);1997年06期

    6 项宝卫;余雪芬;骆兆文;;模拟退火算法在优化中的研究进展[J];台州学院学报;2005年06期

    7 向阳,龚新高;推广模拟退火方法及其应用[J];物理学进展;2000年03期

    8 邬晓光,徐祖恩;大型桥梁健康监测动态及发展趋势[J];长安大学学报(自然科学版);2003年01期

    9 刘中生,于民,王大钧,陈德成;模态参数识别中的激振点和测量点的布局 Ⅰ理论分析[J];宇航学报;1995年02期

    【共引文献】

    中国期刊全文数据库 前10条

    1 吴大宏,赵人达;基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究初探[J];四川建筑科学研究;2002年03期

    2 淡丹辉,何广汉;智能桥梁结构的智能计算方案及其初步实现[J];四川建筑科学研究;2002年04期

    3 田晓艳;;计算智能主要算法研究[J];安防科技;2009年12期

    4 王慧亮;包尚联;陈国耀;;基于多核的并行模拟退火放疗计划优化加速方法[J];北京大学学报(自然科学版)网络版(预印本);2008年01期

    5 王娟;杨娜;杨庆山;;适用于遗产建筑的结构健康监测系统[J];北京交通大学学报;2010年01期

    6 于同刚;于洪敏;孙琰;;基于GASA混合优化策略的装备物资混装配载[J];兵工自动化;2005年06期

    7 陈文凯;曹泽文;;基于模拟退火算法的部署图点军标自动避让[J];兵工自动化;2009年03期

    8 丁铸;马大为;于存贵;张学锋;;基于禁忌搜索与微粒群优化算法的混合优化策略算法在目标分配问题上的应用[J];兵工学报;2007年09期

    9 郭敬;杨继志;刘瑞敏;;液压转台摩擦模型优化辨识[J];兵工学报;2010年06期

    10 王亚敏;冀俊忠;潘全科;;基于离散蛙跳算法的零空闲流水线调度问题求解[J];北京工业大学学报;2010年01期

    中国重要会议论文全文数据库 前10条

    1 齐继阳;竺长安;曾议;;基于遗传禁忌混合搜索算法的设备布局研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年

    2 高尚;江新姿;汤可宗;;蚁群算法与遗传算法的混合算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

    3 孙俊清;李平;韩梅;;装卸桥调度问题及其混合智能优化算法GASA[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

    4 曹浪财;罗键;;一种改进求解TSP问题智能蚂蚁算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

    5 徐耀群;何少平;;傅立叶混沌神经网络及其在优化中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

    6 杨阳;陈宗海;张海涛;;复杂系统仿真的前端智能化综述[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年

    7 刘昱;王涛;弭艳;肖辉衡;高岩;;基于应变式力传感器的桥梁无线动态测试系统的研究[A];中国仪器仪表学会第十三届青年学术会议论文集[C];2011年

    8 牟在根;张举兵;陈云周;;结构优化设计的遗传算法研究[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2002年

    9 黄维平;王晓燕;;传感器优化配置的改进逐步累积法[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年

    10 李华军;杨和振;;海洋平台结构参数识别和损伤诊断技术的研究进展[A];工程力学学术研讨会论文集[C];2004年

    中国博士学位论文全文数据库 前10条

    1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年

    2 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年

    3 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年

    4 王蕊;无线传感器网络部署与拓扑控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

    5 孙鹏飞;基于计算智能技术的蛋白质结构预测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

    6 魏要强;基于空运行激励的数控机床结构实验模态分析新方法[D];华中科技大学;2010年

    7 梁桥康;特殊应用的多维力/力矩传感器研究与应用[D];中国科学技术大学;2010年

    8 孔令启;基于内外圈协同优化策略的间歇化工过程不确定性调度研究[D];华南理工大学;2010年

    9 陈军;曲线曲面的几何约束造型与近似合并[D];浙江大学;2010年

    10 赵进慧;膜计算仿生优化算法及应用研究[D];浙江大学;2010年

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    1 柳枝华;微粒群优化算法的改进及应用[D];南昌航空大学;2010年

    2 张海峰;空间三维信息重构与飞行器路径规划[D];山东科技大学;2010年

    3 李友;数控机床床身系统动态特性分析[D];长春理工大学;2010年

    4 肖小城;粒子群算法求解作业车间调度问题的研究[D];郑州大学;2010年

    5 李跃;三维运动估计在织物动态仿真中的应用[D];浙江理工大学;2010年

    6 辛贵州;无人飞行器航迹规划算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

    7 王东阳;多智能体调度优化算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

    8 闫颖;基于模拟退火和团划分的综合技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

    9 杨立标;基于混合优化策略的粒子群算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

    10 刘德;基于GIS的桥梁结构健康监测与管理系统[D];大连理工大学;2010年

    【同被引文献】

    中国期刊全文数据库 前10条

    1 汪胜,王庆波,夏禾,许克宾;高速铁路双线简支梁桥空间振动响应分析[J];北方交通大学学报;1998年04期

    2 刘艳;刘贵杰;刘波;;传感器优化布置研究现状与展望[J];传感器与微系统;2010年11期

    3 李运生;阎贵平;王元清;张彦玲;;铁路桥墩横向刚度设计标准的研究[J];铁道科学与工程学报;2007年01期

    4 刘浩亮,石国彬,,任伟新;钢筋混凝土板桥模型动态特性试验与分析研究[J];长沙铁道学院学报;1996年04期

    5 杨扬;;大型桥梁结构健康监测系统概述[J];四川兵工学报;2008年01期

    6 程德强;李世银;李鹏;田隽;庞平;;矿井安全监测监控系统[J];电视技术;2006年02期

    7 孙鸿敏,李宏男;土木工程结构健康监测研究进展[J];防灾减灾工程学报;2003年03期

    8 李东升;李宏男;王国新;任亮;;传感器布设中有效独立法的简捷快速算法[J];防灾减灾工程学报;2009年01期

    9 周邦全;;煤矿安全监测监控系统的发展历程和趋势[J];矿业安全与环保;2007年S1期

    10 周春林;辐射环境监测优化布点的BP人工神经网络方法[J];辐射防护;2005年03期

    中国博士学位论文全文数据库 前9条

    1 李秋丹;数据挖掘相关算法的研究与平台实现[D];大连理工大学;2004年

    2 王勇;时序数据挖掘技术及其在水质预测中的应用研究[D];广东工业大学;2005年

    3 阳爱民;模糊分类模型的研究[D];复旦大学;2005年

    4 杨小兵;聚类分析中若干关键技术的研究[D];浙江大学;2005年

    5 陈金国;瓦斯管理的关键技术研究[D];南京航空航天大学;2007年

    6 刘永前;大型桥梁结构健康监测技术研究与应用[D];北京交通大学;2007年

    7 吕泽华;模糊集理论的新拓展及其应用研究[D];华中科技大学;2007年

    8 孙小猛;基于模态观测的结构健康监测的传感器优化布置方法研究[D];大连理工大学;2009年

    9 杨雅勋;基于动力测试的桥梁结构损伤识别与综合评估理论研究[D];长安大学;2008年

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    1 左云;茅草街大桥健康监测方案以及传感器优化布置的研究[D];湖南大学;2005年

    2 严骏;模糊聚类算法应用研究[D];浙江大学;2006年

    3 张宇辉;桥梁结构健康监测技术与方法研究[D];湖南大学;2005年

    4 岳增国;大跨度空间结构的损伤检测与诊断研究[D];天津大学;2005年

    5 刘文涛;斜拉桥振动模态测试中的传感器优化布设[D];武汉理工大学;2006年

    6 叶海军;模糊聚类分析技术及其应用研究[D];合肥工业大学;2006年

    7 杨灿;数据挖掘的模糊系统实现[D];浙江大学;2005年

    8 段鸿杰;桥梁健康监测中的传感器优化布置研究[D];大连理工大学;2006年

    9 马向东;桥梁结构健康监测系统传感器优化布置[D];西南交通大学;2007年

    10 赵俊;基于无线传感器网络的煤矿瓦斯监测系统[D];江苏大学;2007年

    【二级参考文献】

    中国期刊全文数据库 前10条

    1 耿平,刘静,曾梅光;多变元非线性复杂系统的优化与模拟退火算法[J];东北大学学报;2002年03期

    2 董聪;广义遗传算法[J];大自然探索;1998年01期

    3 岳林;关于Q值法的一种新定义[J];系统工程;1995年04期

    4 严余松;席位公平分配的0-1规划模型[J];系统工程;1996年05期

    5 李俊宝,刘华,张令弥;自适应桁架结构振动控制中主动构件的最优配置[J];航空学报;1996年06期

    6 都志辉,李三立,吴梦月,李树有,朱静;混合SPMD模拟退火算法及其应用[J];计算机学报;2001年01期

    7 毕晓丽,洪伟,吴承祯,闫淑君;改进单纯形法在林分结构规律研究中的应用[J];江西农业大学学报;2002年01期

    8 吴承祯,洪伟;杉木人工林胸径的Weibull分布及其最优拟合研究[J];江西农业大学学报;1998年01期

    9 黄文虎,王心清,张景绘,郑钢铁;航天柔性结构振动控制的若干新进展[J];力学进展;1997年01期

    10 刘中生,王大钧,胡海昌;重频模态可控可观性的度量与主模态概念[J];力学学报;1994年04期

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    1 金明,吴新振;模拟退火算法在单相电机优化设计中的应用[J];微特电机;1997年05期

    2 赵文清,赵文清;湿式多盘制动器的模拟退火算法优化设计[J];北京科技大学学报;2002年04期

    3 张波,叶家玮,胡郁葱;模拟退火算法在路径优化问题中的应用[J];中国公路学报;2004年01期

    4 张晓娟,张英堂,翟学军;用模拟退火算法设计可见光区多层增透膜系[J];新余高专学报;2005年05期

    5 戴邵武;左斌;胡云安;;遗传模拟退火算法在机动逃逸策略中的应用[J];飞行力学;2006年02期

    6 周保荣;房大中;孙景强;李鹏;;基于新型模拟退火算法的PSS参数优化方法[J];长沙电力学院学报(自然科学版);2006年04期

    7 朱成娟;王知人;邬丽丽;;基于分区的改进的遗传算法求解TSP问题[J];燕山大学学报;2007年04期

    8 邹锦芝;侯卫民;涂英;陈丹平;;稀疏矢量阵设计的模拟退火算法[J];声学技术;2009年02期

    9 蒋慧;张国友;;模拟退火遗传算法在电力系统无功优化中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年04期

    10 赵涛;夏雨;;模拟退火算法在压缩天然气加气站选址中的应用[J];价值工程;2010年10期

    中国重要会议论文全文数据库 前10条

    1 习华勇;赵林明;;指数函数模型辨识的模拟退火算法[A];数学及其应用文集——中南模糊数学和系统分会第三届年会论文集(下卷)[C];1995年

    2 钟一文;蔡荣英;;求解TSP问题的贪婪随机模拟退火算法[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第一分册)[C];2009年

    3 方红芳;吴昭同;;模拟退火算法在计算机辅助公差设计中的应用[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集(下册)[C];1995年

    4 李欣强;魏关锋;罗立;姚平经;罗行;ROETZEL Wilfried;;用改进的遗传/模拟退火算法进行多流股换热器网络综合[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年

    5 马平;柴欣;李涛;杨愚鲁;;动态重构系统中基于模拟退火算法的划分[A];全国第十届企业信息化与工业工程学术年会论文集[C];2006年

    6 王小翠;郑更新;邢瑞;;一个用模拟退火求解TSP问题的新算法[A];中国企业运筹学[C];2009年

    7 王青;肖怀铁;张安;;基于模拟退火算法的MIMO雷达稀疏线阵设计[A];全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊(第一册)[C];2011年

    8 裴玉龙;盖春英;;公路网络路线布局优化的双层规划模型及算法研究[A];中国公路学会2004年学术年会论文集[C];2004年

    9 李英杰;李董辉;;非单调模拟退火算法[A];中国运筹学会第九届学术交流会论文集[C];2008年

    10 陈生昌;;非线性反问题反演方法比较及对策[A];1995年中国地球物理学会第十一届学术年会论文集[C];1995年

    中国重要报纸全文数据库 前10条

    1 记者 王瑞水 通讯员 朱振宇;[N];中国交通报;2010年

    2 本报记者 田翔;[N];中国交通报;2011年

    3 成春玲 张海峰;[N];中国交通报;2009年

    4 记者 沐滟;[N];无锡日报;2010年

    5 付丽 史学峰;[N];中国建设报;2009年

    6 本报通讯员吕爱武 陈树青;[N];工人日报;2003年

    7 何秋斌 施葵 杭乔 田翔 (本报记者 何秋斌 田翔);[N];中国交通报;2009年

    8 黄福音 南宁市城管局大桥管理处;[N];南宁日报;2009年

    9 肖波 张芳;[N];经济参考报;2004年

    10 本报见习记者 许琦敏;[N];文汇报;2003年

    中国博士学位论文全文数据库 前10条

    1 陈世民;桥梁监测系统中海量数据分析理论与应用[D];重庆大学;2011年

    2 李伟文;基于透明电光陶瓷偏振控制器及其算法的设计与研究[D];浙江大学;2005年

    3 姜圳;基于QoS的组播路由关键技术研究[D];哈尔滨理工大学;2005年

    4 马华伟;带时间窗车辆路径问题及其启发式算法研究[D];合肥工业大学;2008年

    5 岳琪;基于遗传退火算法板式家具大规模矩形件优化下料研究[D];东北林业大学;2005年

    6 祝颖丹;LCM技术在线监控体系的研究[D];武汉理工大学;2005年

    7 赵松原;模拟退火结合正交分解算法的气动外形最优化设计[D];南京航空航天大学;2006年

    8 杨建国;数控机床误差综合补偿技术及应用[D];上海交通大学;1998年

    9 周保荣;电力系统阻尼控制器参数优化设计研究[D];天津大学;2004年

    10 王学敏;基于Hilbert-Huang变换的桥梁监测信号分析与处理和时变模态参数识别[D];中南大学;2008年

    中国硕士学位论文全文数据库 前10条

    1 高荣;桥梁健康监测系统传感器优化布置研究[D];华中科技大学;2007年

    2 燕善俊;DES线性密码分析研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2005年

    3 岳丹波;遗传算法在车间作业调度方面的研究和应用[D];长春理工大学;2007年

    4 梁婷;区域物流中心分工布局规划[D];中南大学;2007年

    5 许彦钊;模拟退火优化神经网络研究及其在入侵检测中的应用[D];吉林大学;2009年

    6 赵星星;太赫兹波段光子晶体滤波器设计[D];首都师范大学;2009年

    7 王芳;基于GPU加速的细粒度并行模拟退火算法[D];大连理工大学;2009年

    8 孙凉艳;基于K近邻集成算法的分类挖掘研究[D];西北大学;2010年

    9 林令娟;模拟退火微粒群混合算法的研究及应用[D];山东师范大学;2010年

    10 唐胜;基于神经网络的农作物病害诊断专家系统的设计[D];湘潭大学;2001年


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    本文编号:131137

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