基于响应面理论的闸基脱空识别方法优化方案

基于动力响应的系统辨识算法多用于结构材料参数的识别，即根据结构模态参数、位移时程等动力响应，反演计算结构刚度、阻尼等变化，从而得到与实际更为符合的结构模型，但这类算法并不能直接用于结构边界条件的识别，也就无法对泄水闸基底脱空情况进行分析。响应面法（Response Surface Methodology，RSM）就是一种能很好解决非线性问题的优化方法，而基于响应面模型的模型修正方法，是以显式的多项式的关系表达模型振动特性与结构参数之间的关系，能较好地用于结构边界条件的识别。在工程结构研究中，一般选取结构材料参数、荷载及边界条件的等作为方程因变量，选用结构应变、位移、模态信息等作为果变量。运用该方法的主要思路如下：第一步，通过调试选定合适的多项式，选定输入和输出参数；第二步，通过确定性试验拟合出选定多项式的待定参数，确定好响应面模型后对有限元模型进行修正；第三步，重复第一步和第二步，直至确定出响应面模型；最后将响应面模型替代有限元模型（能避免反复调用有限元模型而提高计算效率），进行迭代计算。通过对比初始值和修正后的参数，可以对结构是否发生变化进行判断。本书在建立水闸闸基脱空区域参数化描述的基础上，提出了一种基于响应面理论和多模态参数融合的泄水闸闸基脱空区域识别方法，可较为准确地识别泄水闸闸基脱空区域。水闸底板脱空范围识别流程图如图6.1所示。(www.xing528.com)