[发明专利]时变结构参数识别方法、存储介质及设备

权利要求书

1.时变结构参数识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

针对使用粘滞阻尼器的抗震结构系统，确定抗震结构系统对应状态的初始值，并组成初始状态向量χ₀，并确定初始状态量的协方差矩阵，简称初始状态量协方差P₀；其中χ₀和P₀分别称作第0时间步的状态量和状态量协方差；抗震结构系统对应状态包括待识别的参数；

基于无迹卡尔曼滤波器算法进行初步识别，基于无迹卡尔曼滤波器算法进行初步识别的过程中，需要基于无迹卡尔曼滤波器算法的量测更新步计算第k时间步的观测误差ε_k和第k时间步的量测预测协方差P_yy,k，并基于ε_k和P_yy,k计算输出每步对应的灵敏参数

然后绘制输出的灵敏参数时程曲线，如果η_k时程曲线有峰值脉冲出现，则基于自适应遗忘因子的无迹卡尔曼滤波器算法进行识别，在基于自适应遗忘因子的无迹卡尔曼滤波器算法进行识别的过程中，需要判断计算的η_k与灵敏参数阈值η₀的大小，如果η_k＜η₀，则基于无迹卡尔曼滤波器算法继续识别；如果η_k≥η₀，则继续执行以下步骤：

如果tr为矩阵的迹，则遗忘因子否则α_k＝1；

基于遗忘因子α_k分别修正量测预测协方差P_yy,k、互协方差P_xy,k及状态量协方差并更新卡尔曼增益矩阵；基于更新的卡尔曼增益矩阵更新第k时间步的状态量；同时更新时间步继续滤波，直到循环结束，最终获得识别过程状态量中待识别参数。

2.根据权利要求1所述的时变结构参数识别方法，其特征在于，所述待识别参数包括粘滞阻尼器的阻尼系数C、粘滞阻尼器的速度指数ɑ以及粘滞阻尼器附加恢复力对应的应力σ。

3.根据权利要求2所述的时变结构参数识别方法，其特征在于，所述的抗震结构系统对应状态还包括抗震结构系统的位移和/或抗震结构系统的速度。

4.根据权利要求3所述的时变结构参数识别方法，其特征在于，所述抗震结构系统的观测值包括抗震结构系统的位移和/或加速度。

5.根据权利要求4所述的时变结构参数识别方法，其特征在于，所述抗震结构系统的观测值对应的观测方程通过以下过程确定：

步骤A1、根据达朗贝尔原理、结构动力学理论，确定抗震结构系统的运动控制微分方程，为方便表述将抗震结构系统简称系统；

步骤A2、将系统位移X、系统速度阻尼系数C、速度指数ɑ以及应力σ组成的向量称作状态量

根据状态量χ，依据步骤1中系统的运动控制微分方程，并基于线性代数矩阵运算及数值分析的数值微分和积分运算；

或者，

基于线性代数矩阵运算及结构动力学的Newmark-β法等数值积分方法推导出求解状态量的方程关系；

步骤A3、根据观测值类型，依据步骤A1中系统的运动控制微分方程并基于线性代数矩阵运算、数学知识确定求解观测值的方程关系，即观测方程。

6.根据权利要求4所述的时变结构参数识别方法，其特征在于，所述抗震结构系统的观测值对应的观测方程通过以下过程确定：

步骤B1、根据达朗贝尔原理、结构动力学及有限元理论，建立抗震结构系统的有限元模型，为方便表述将抗震结构系统简称系统；

步骤B2、将系统位移X、系统速度阻尼系数C、速度指数ɑ以及应力σ组成的向量称作状态量

根据状态量χ，依据步骤1中系统有限元模型进行状态量的输出设置，并将其作为状态方程；

步骤B3、根据观测值类型，依据步骤B1中系统有限元模型进行相应观测值的输出设置，并将其作为观测方程。