稀疏加速度测量下的结构响应重构

摘要

针对未知激励下位移估计中存在的低频漂移问题，提出了一种基于稀疏加速度测量的结构响应重构方法。该方法建立基于Gillijns-De Moor滤波算法的状态空间模型，以同步识别未知激励并估计结构状态。随后，引入压缩感知算法以降低测量噪声干扰,在激励识别过程中，通过建立不等式约束优化模型，提升求解结果的可行性与物理合理性,并采用伪测量技术高效求解激励更新过程中的不等式约束优化问题；最后，基于识别出的系统状态与未知激励，利用模态叠加法计算出包含位移、速度和加速度的全场振动响应。通过简支梁结构的数值仿真与实测试验验证了所提方法的有效性。结果表明，在稀疏加速度测量条件下，所提方法不仅能有效重构加速度与速度响应，还能有效抑制重构位移中的低频漂移现象，提升了响应重构技术的工程实用性，为大型基础设施结构的实时健康监测提供了一套可行的解决方案。

关键词

响应重构 / 稀疏加速度测量 / 低频漂移 / Gillijns-De Moor滤波 / 压缩感知 / 伪测量技术

基金资助

国家自然科学基金（62161018）; 兰州市人才创新创业项目（2017-RC-66）