[发明专利]一种基于Newmark法的超高支架外部荷载识别方法和系统

权利要求书

1.一种基于Newmark法的超高支架外部荷载识别方法，其特征在于，包括：

步骤S101、根据所述外部荷载激励下所述超高支架的系统运动方程，基于Newmark-β法，计算所述外部荷载激励下所述超高支架的振动输入响应；

步骤S102、根据所述振动输入响应和采集的所述外部荷载激励下所述超高支架的振动输出响应，基于Newmark法，建立所述外部荷载与所述超高支架的耦合动力系统的荷载矩阵与输出响应的理论模型；

步骤S103、基于Tikhonov正则化方法，根据所述耦合动力系统的荷载矩阵与输出响应的理论模型，对所述超高支架的所述外部荷载进行识别。

2.根据权利要求1所述的基于Newmark法的超高支架外部荷载识别方法，其特征在于，所述超高支架的振动输入响应包括所述外部荷载作用下所述超高支架的加速度、速度和位移向量；

所述外部荷载激励下所述超高支架的系统运动方程为：

其中，

M、C、K分别为所述超高支架的总质量矩阵、总阻尼矩阵和总刚度矩阵；F(t)为所述超高支架的结构上所述外部荷载的向量；X(t)分别为所述外部荷载作用下所述超高支架的加速度、速度和位移向量。

3.根据权利要求2所述的基于Newmark法的超高支架外部荷载识别方法，其特征在于，

按照公式：

确定所述外部荷载作用下所述超高支架在t_i+1时刻的所述位移输入响应X(t_i+1)；

按照公式：

确定所述外部荷载作用下所述超高支架在t_i+1时刻的所述速度输入响应

按照公式：

确定所述外部荷载作用下所述超高支架在t_i+1时刻的所述加速度输入响应

其中，

/

为所述超高支架的总刚度矩阵的乘幂；β、γ为Newamrk法中的两个参数，β、γ为定值，其中，β＝0.25，γ＝0.5；i表示时间步，取值为自然数；/为超高支架在t_i+1时刻的等效荷载向量。

4.根据权利要求1-3任一所述的基于Newmark法的超高支架外部荷载识别方法，其特征在于，所述根据所述振动输入响应和采集的所述外部荷载激励下所述超高支架的振动输出响应，基于Newmark法，建立所述外部荷载与所述超高支架的耦合动力系统的荷载矩阵与输出响应的理论模型，包括：

对所述外部荷载激励下所述超高支架的位移输出响应、速度输出响应和加速度输出响应进行采集；

根据所述振动输入响应和所述位移输出响应、速度输出响应和加速度输出响应，建立所述耦合动力系统的输出响应方程；

基于Newmark法，根据所述耦合动力系统的输出响应方程，得到所述耦合动力系统的荷载矩阵与输出响应的理论模型。

5.根据权利要求4所述的基于Newmark法的超高支架外部荷载识别方法，其特征在于，

所述耦合动力系统的输出响应方程为：

其中，Rdiag[R_dR_vR_a]；y为所述耦合动力系统的输出响应，R_d、R_v、R_a分别为位移、速度和加速度响应的影响矩阵，根据传感器的布置位置决定。