基于GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究.pdf

1、現(xiàn)在設(shè)計(jì)建設(shè)的電力工程建筑使用壽命大多要達(dá)到60年以上,在電力工程建筑物長(zhǎng)期使用過(guò)程中對(duì)建筑物能否進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),保證其耐久性和安全性,對(duì)電力工程全壽命周期管理有著重要意義。健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心技術(shù)之一是損傷識(shí)別技術(shù),進(jìn)一步深入研究能適應(yīng)電力土木工程結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要的損傷識(shí)別方法具有重要的理論意義和工程實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別問(wèn)題實(shí)質(zhì)上可看作是一個(gè)模式識(shí)別問(wèn)題,即確定損傷指標(biāo)與結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)之間的關(guān)系問(wèn)題。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算

2、法在模式識(shí)別問(wèn)題方面具有突出的優(yōu)點(diǎn),逐漸被越來(lái)越多的研究者應(yīng)用于結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別領(lǐng)域。然而,由于BP算法是一種基于梯度下降的搜索方法,存在著如收斂速度慢、易陷入誤差函數(shù)的局部極小點(diǎn)等不足,無(wú)法滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。
　　本文研究了 BP算法和遺傳算法的基本原理,分析了遺傳算法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法融合的必要性、基本思想以及融合時(shí)基本要素的確定方法,將擅長(zhǎng)全局搜索的遺傳算法和局部尋優(yōu)能力較強(qiáng)的BP算法相結(jié)合,根據(jù)遺傳算法的交叉、變異和選擇算子

3、在全變量空間以較大概率搜索全局解,在解的點(diǎn)附近利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)快速、精確地收斂定位最優(yōu)解,利用遺傳算法調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值,將優(yōu)化所得的參數(shù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值,既避免陷入局部極小值,同時(shí)提高了算法收斂速度。
　　本文提出了利用結(jié)構(gòu)的前五階固有頻率用于框架結(jié)構(gòu)的損傷預(yù)警指標(biāo),結(jié)合某發(fā)電廠框架結(jié)構(gòu)實(shí)例,選取了框架結(jié)構(gòu)的損傷定位和定量指標(biāo),采用改進(jìn)優(yōu)化的GA-BP算法構(gòu)建了電力工程框架結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別系統(tǒng);實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于遺傳優(yōu)化的BP算