کد مقاله | کد نشریه | سال انتشار | مقاله انگلیسی | نسخه تمام متن |
---|---|---|---|---|
6755023 | 509540 | 2016 | 17 صفحه PDF | دانلود رایگان |
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Optimal multi-type sensor placement for response and excitation reconstruction
ترجمه فارسی عنوان
قرار دادن حسگر چند نوع بسیار مناسب برای بازسازی پاسخ و تحریک
دانلود مقاله + سفارش ترجمه
دانلود مقاله ISI انگلیسی
رایگان برای ایرانیان
ترجمه چکیده
نیاز به انجام بازسازی پویایی پاسخ همیشه بوجود می آید چون اندازه گیری پاسخ ساختاری اغلب به چند مکان محدود است، به ویژه برای یک ساختار بزرگ مدنی. علاوه بر این، معمولا بسیار دشوار است، اگر غیر ممکن است، اندازه گیری تحرک های خارجی تحت شرایط عملیاتی یک ساختار. این مطالعه الگوریتمی برای قرار دادن بهینه از سنسورهای چند نوع، از جمله سنسورهای فشار، مبدل جابجایی و شتاب سنج، برای بهترین بازسازی واکنش های اجزای سازنده کلیدی ارائه می دهد که هیچ سنسور نصب نشده و بهترین برآوردهای تحریکات خارجی بر ساختار همزمان. الگوریتم در چارچوب فیلتر کالمن با تحریک ناشناخته توسعه داده شده است، که بر اساس محاسبات حسگر محدود، برآوردهای غیرمستقیم حداقل از حالت تعمیم یافته ساختار و تحریکات خارجی بدست می آید. سپس پاسخ های ساختاری مکان های کلیدی بدون سنسورها می توانند با حالت عمومی و تحریک تخمین زده شده بازسازی شوند. ویژگی پایداری آشکارساز فیلتر برای استفاده از حسگر بهینه استفاده می شود. تعداد و مکان مکانی سنسورهای چندگانه با اضافه کردن حسگر بهینه که به حداکثر کاهش خطای تخمین پاسخ های بازسازی شده می رسد تعیین می شود. برای تعداد حالت داده شده در بازسازی پاسخ و مکان های داده شده از تحرک های خارجی، قرار دادن چند سنسور بهینه توسط روش پیشنهادی مستقل از نوع و زمان تحول خارجی است. یک برش فولادی با طول عمر با پشتیبانی از چندین نوع تحریک با استفاده از عددی مورد بررسی قرار می گیرد تا امکان و برتری روش پیشنهادی را مورد بررسی قرار دهد و سپس کار آزمایشی برای اثبات اثربخشی روش پیشنهادی انجام می شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه
سایر رشته های مهندسی
مهندسی عمران و سازه
چکیده انگلیسی
The need to perform dynamic response reconstruction always arises as the measurement of structural response is often limited to a few locations, especially for a large civil structure. Besides, it is usually very difficult, if not impossible, to measure external excitations under the operation condition of a structure. This study presents an algorithm for optimal placement of multi-type sensors, including strain gauges, displacement transducers and accelerometers, for the best reconstruction of responses of key structural components where there are no sensors installed and the best estimation of external excitations acting on the structure at the same time. The algorithm is developed in the framework of Kalman filter with unknown excitation, in which minimum-variance unbiased estimates of the generalized state of the structure and the external excitations are obtained by virtue of limited sensor measurements. The structural responses of key locations without sensors can then be reconstructed with the estimated generalized state and excitation. The asymptotic stability feature of the filter is utilized for optimal sensor placement. The number and spatial location of the multi-type sensors are determined by adding the optimal sensor which gains the maximal reduction of the estimation error of reconstructed responses. For the given mode number in response reconstruction and the given locations of external excitations, the optimal multi-sensor placement achieved by the proposed method is independent of the type and time evolution of external excitation. A simply-supported overhanging steel beam under multiple types of excitation is numerically studied to demonstrate the feasibility and superiority of the proposed method, and the experimental work is then carried out to testify the effectiveness of the proposed method.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Sound and Vibration - Volume 360, 6 January 2016, Pages 112-128
Journal: Journal of Sound and Vibration - Volume 360, 6 January 2016, Pages 112-128
نویسندگان
C.D. Zhang, Y.L. Xu,