變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理復(fù)習(xí)要點(diǎn)-資料下載頁(yè)
2025-06-07 17:21本頁(yè)面
【正文】 關(guān)聯(lián)度分析所確定的變形影響原因量（N1）個(gè)序列和效應(yīng)量序列一起構(gòu)成N個(gè)序列，每個(gè)序列有n個(gè)數(shù)值，作一次累加生成，建立白化形式的微分方程，就是1階N個(gè)變量的微分方程模型，記為GM(1,N)。GM(1,1)：一次累加，建立一階微分方程，最小二乘求系數(shù)，代入解得微分方程，累減。Kalman濾波模型：是一種遞推式濾波算法，是一種對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的有效方法。可用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制和快速預(yù)報(bào)。數(shù)學(xué)模型包括狀態(tài)方程和觀測(cè)方程。遞推式Kalman濾波的步驟（1）由變形系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型關(guān)系式（狀態(tài)方程和觀測(cè)方程），確定系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣、動(dòng)態(tài)噪聲矩陣和觀測(cè)矩陣（2）利用組觀測(cè)數(shù)據(jù)中的第一組觀測(cè)數(shù)據(jù)，確定濾波的初值，包括：狀態(tài)向量的初值及其相應(yīng)的協(xié)方差陣、觀測(cè)噪聲的協(xié)方差陣和動(dòng)態(tài)噪聲的協(xié)方差陣（3）讀取組觀測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)施Kalman濾波（4）存儲(chǔ)濾波結(jié)果中最后一組的狀態(tài)向量估計(jì)和相應(yīng)的協(xié)方差陣（5）等待當(dāng)前觀測(cè)時(shí)段的數(shù)據(jù)（6）將上述組觀測(cè)數(shù)據(jù)中的第一組觀測(cè)數(shù)據(jù)去掉，把當(dāng)前新的一組觀測(cè)數(shù)據(jù)放在其最后位置，重新構(gòu)成組觀測(cè)數(shù)據(jù)，回到上述的第（1）步，重新進(jìn)行Kalman濾波。如此遞推下去，達(dá)到自動(dòng)濾波的目的。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：（1）以分布式方式存儲(chǔ)知識(shí)。知識(shí)不是存儲(chǔ)在特定的存儲(chǔ)單元中，而是分布在整個(gè)系統(tǒng)中；（2）以并行方式進(jìn)行處理，即神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算功能分布在多個(gè)處理單元中。大大提高了信息處理和運(yùn)算的速度；（3）有很強(qiáng)的容錯(cuò)能力，它可以從不完善的數(shù)據(jù)和圖形中學(xué)習(xí)做出判斷；（4）可以用來(lái)逼近任意復(fù)雜的非線性系統(tǒng)。（5）有良好的自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、聯(lián)想等智能。能適應(yīng)形同復(fù)雜多變的動(dòng)態(tài)特性。BP網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過(guò)程：正向傳播、誤差反向傳播、重復(fù)過(guò)程。BP網(wǎng)絡(luò)的一般學(xué)習(xí)步驟：1）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)作為節(jié)點(diǎn)間連接權(quán)的初值；2）計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際輸出Y； 3）由目標(biāo)輸出D與實(shí)際輸出Y之差，計(jì)算輸出節(jié)點(diǎn)的總能量E；4) 調(diào)整權(quán)值；5）進(jìn)行下一個(gè)訓(xùn)練樣本，直至訓(xùn)練樣本集合中的每一個(gè)訓(xùn)練樣本都滿足目標(biāo)輸出。頻譜分析及其應(yīng)用： 變形按其時(shí)間特征可以分為靜態(tài)模式、運(yùn)動(dòng)模式和動(dòng)態(tài)模式，動(dòng)態(tài)模式的顯著特點(diǎn)是周期性，例如高層建筑。 頻譜分析：動(dòng)測(cè)時(shí)間序列研究的一個(gè)途徑。該方法是將時(shí)域內(nèi)的觀測(cè)數(shù)據(jù)序列通過(guò)傅立葉級(jí)數(shù)轉(zhuǎn)換到頻域內(nèi)進(jìn)行分析，它有助于確定時(shí)間序列的準(zhǔn)確周期并判別隱蔽性和復(fù)雜性的周期數(shù)據(jù)。 頻譜分析算例求解過(guò)程：=1/T。將觀測(cè)資料的整個(gè)時(shí)間作為看成一個(gè)周期振動(dòng)，周期為T=。將T分為N等份，可取N為觀測(cè)值的個(gè)數(shù)，N=236 =…… A0,an ,bn n=1,2,3,4,……,N/2 ，計(jì)算An、φn。 最小二乘響應(yīng)分析：根據(jù)頻譜分析法所確定的輸入信號(hào)的主頻率，利用最小二乘原理來(lái)模擬輸入和輸出信號(hào)，對(duì)系統(tǒng)的響應(yīng)作分析。第七章 變形的確定性模型和混合模型定性模型：從工程設(shè)計(jì)角度出發(fā), 利用荷載、變形體的幾何性質(zhì)和物理性質(zhì)以及應(yīng)力與應(yīng)變間的關(guān)系來(lái)建立數(shù)學(xué)模型。統(tǒng)計(jì)模型的特點(diǎn)是利用變形和變形原因相關(guān)性，建立變形與變形原因的關(guān)系模型。性模型建立思路：結(jié)合建筑物及其地基的實(shí)際工作狀態(tài)，用有限元法計(jì)算荷載作用下的變形場(chǎng)，然后與實(shí)測(cè)值進(jìn)行優(yōu)化擬合，以求得調(diào)整參數(shù)，從而建立準(zhǔn)確的變形確定模型。建立思路：就大壩而言，混合模型包含水壓分量和其他分量，其中水壓分量模型用有限元法的計(jì)算值確定，其他分量用統(tǒng)計(jì)模式。然后與實(shí)測(cè)值進(jìn)行擬合而建立模型。有限元法求解平面問(wèn)題的基本思路：首先對(duì)分析域進(jìn)行剖分，對(duì)每個(gè)單元建立以單元節(jié)點(diǎn)位移為參數(shù)的位移插值函數(shù)，使得單元內(nèi)任意一點(diǎn)處的位移可由單元節(jié)點(diǎn)位移內(nèi)插求得。根據(jù)幾何方程和物理方程，可由位移插值函數(shù)求得單元內(nèi)任意一點(diǎn)處的應(yīng)變和應(yīng)力。大壩位移確定性模型的思路：首先假設(shè)壩體和基巖的物理參數(shù)，用有限元法計(jì)算不同外荷載下的位移，通過(guò)對(duì)位移計(jì)算值的擬合，得到水位分量和溫度分量的表達(dá)式，由于采用假設(shè)的物理參數(shù)，須對(duì)擬合的表達(dá)式施加調(diào)整參數(shù)，調(diào)整參數(shù)，調(diào)整參數(shù)與實(shí)際的物理參數(shù)的偏差多引起的模型系數(shù)的誤差，利用位移和荷載的觀測(cè)值對(duì)模型中的調(diào)整參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，最后得到位移確定性模型
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