Development of a new structural damage detection method using chaos attractor re-composition technique

利用混沌吸引子重构技术开发一种新的结构损伤检测方法

• 批准号: 23560581
• 负责人: SATO Tadanobu
• 金额: $ 3.33万
• 依托单位: Kobe Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23560581/
• 关键词: 構造ヘルスモニタリング; カオス応答アトラクタ; 微細損傷の同定; モンテカルロフィルター; 緩和型粒子フィルター; 遺伝的アルゴリズム; ベイズ理論; 数値シミュレーション; 構造工学; カオス理論; アトラクタ; 構造同定; カルマンフィルター; 粒子フィルター; 起振器; 模型実験; 微小損傷

For the first purpose we propose a new attractor-based structural damage detection technique using chaotic excitation. We reconstruct attractors from responses and obtain quantitative features from the response attractors by using Recurrence Analysis. We use this feature as damage indicator. By comparing indicators between intact and damage structures, we detect and localize structural damage. The robustness against noise and sensitivity to minor damage of the proposed method are shown through numerical examples, in which we assume minor damage to a structure and high noises on input excitation and observed data.For the second purpose we apply the Monte Carlo Filter technique to identify the level of structural damage. We develop the Relaxation MCF, by which we improve the deficit of the classical MCF. The efficiency of the proposed method is confirmed by identifying the dynamic parameters of a ten-story model building be using noise contaminated simulated structural response data.

为了第一个目的，我们提出了一种使用混沌激励的新的基于吸引子的结构损伤检测技术。我们从响应中重建吸引子，并通过使用递归分析从响应吸引子中获得定量特征。我们使用此功能作为损坏指示器。通过比较完好结构和损坏结构之间的指标，我们检测并定位结构损坏。通过数值示例显示了所提出方法的抗噪声鲁棒性和对轻微损坏的敏感性，其中我们假设对结构造成轻微损坏，并且输入激励和观测数据上存在高噪声。对于第二个目的，我们应用蒙特卡罗滤波器技术确定结构损坏的程度。我们开发了松弛 MCF，通过它我们改善了经典 MCF 的缺陷。通过使用噪声污染的模拟结构响应数据识别十层模型建筑的动态参数，证实了所提出方法的效率。

项目成果

General concept of adaptive particle filters technique

自适应粒子滤波器技术的一般概念

• 发表时间: 2013
• 作者: Tadanobu Sato

Adaptability of Monte Carlo filter for estimation of abruptly changing parameters using acceleration measurements

蒙特卡罗滤波器对于使用加速度测量估计突变参数的适应性

• 发表时间: 2011
• 作者: M

General concept of adaptive particle filters technique

自适应粒子滤波器技术的一般概念

• 发表时间: 2013
• 作者: T. Sato

Minor Structural Damage Detection Using Chaotic Excitation Technique

使用混沌激励技术检测轻微结构损伤

• 发表时间: 2013
• 作者: T. Sato Y. Nomura; C
• 通讯作者: C

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