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研究生: 張喬崴
Chang, Chiao-Wei
論文名稱: 應用遞迴最小平方識別法進行變勁度系統振動台與即時複合試驗之即時參數識別
Real-Time Parameter Identification of Variable-stiffness Systems Based on Recursive Least Square Method
指導教授: 朱世禹
Chu, Shih-Yu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2017
畢業學年度: 105
語文別: 中文
論文頁數: 130
中文關鍵詞: 系統識別遞迴最小平方識別法變勁度結構系統複合實驗
外文關鍵詞: System Identification, Recursive Least-squares Method, Variable-stiffness Systems, Hybrid testing
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  • 結構系統經由量測到之外力擾動輸入與結構反應輸出,找出結構系統的模式與參數,有助於瞭解結構受外力擾動後之模態特性,此過程稱系統識別。當結構物受到強震造成構件破壞導致結構物水平向勁度減少,結構特性產生變化,遂以結構特性變化與否作為結構健康診斷之評估,本文先利用數值模型,以遞迴最小平方法(RLS)識別結構物之模態頻率及阻尼比,分別對離頻、近頻以及高阻尼比三種不同結構特性進行識別,探討RLS參數設定與雜訊干擾對識別成效之影響,除了驗證識別方法之正確性,亦對時變之結構系統進行識別,利用槓桿式勁度可控質量阻尼器(LSCMD)作為變勁度結構系統,於特定之時間下給予系統控制命令改變其勁度,以等值線性模型於非線性結構進行系統識別。最後,應用振動台實驗與複合實驗所量測之外力輸入與結構反應輸出資料,進行系統識別,討論被動控制與變勁度結構系統之識別成效。

    When the structure damaged by severe earthquakes, the structural elements yield and cause the reduction of structural properties. In order to observe the variations of parameters, Recursive least-squares (RLS) identification technique is one of the damage assessment methods by using earthquake record and response of the structure. It is able to find the time-varying structural parameters. The equivalent linear model is chosen to identify the non-linear behavior. The input and output signals measured in the shaking table test are investigated to validate RLS method. There are some points that are worth a discussion of the result by the different RLS parameters. In shaking table test, the leverage-type stiffness controllable mass damper (LSCMD) is used to simulate the system with time-varying properties. Furthermore, observe identification result by using the measured data of seven degree-of-freedom simulation systems in the hybrid testing.

    摘要 I EXTENDED ABSTRACT II 誌謝 V 目錄 VI 表目錄 VIII 圖目錄 X 第1章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 本文內容 3 第2章 理論介紹 5 2.1 連續時間狀態空間方程與S轉換形式 5 2.2 離散時間狀態空間方程與Z轉換形式 5 2.3 離散時間系統模態頻率及阻尼比推導 7 2.4 遞迴最小平方法理論 8 2.4.1 外因輸入自迴歸模型 9 2.4.2 最小平方法 10 2.4.3 遞迴最小平方法 11 2.4.4 時變參數之遞迴最小平方法 13 2.5 槓桿式勁度可控質量阻尼器(LSCMD)介紹 17 2.5.1 機構介紹 17 2.5.2 雙自由度變勁度結構系統 18 第3章 數值模擬及識別方法驗證 22 3.1 雙自由度結構系統之數值模擬與識別 22 3.1.1 取樣時間對識別結果之探討 24 3.1.2 遞迴最小平方法參數設定對識別結果之影響 26 3.1.3 雜訊對於識別之影響 27 3.1.4 初始條件對識別結果之影響 29 3.2 變勁度結構系統之數值模擬與識別 30 3.2.1 遞迴最小平方法參數設定對識別結果之影響 30 第4章 以LSCMD模擬變勁度結構實驗之識別 68 4.1 數值模型模擬 69 4.2 實驗數據識別 70 第5章 複合實驗之識別 95 5.1 數值模型模擬 95 5.2 實驗數據識別 97 第6章 結論與建議 124 6.1 結論 124 6.2 建議 125 參考文獻 126 口試委員提問與建議 128

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