小波包分析结合支持向量机的桥梁损伤识别应用研究

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本文阐述了当前结构损伤识别领域的研究现状和发展趋势,论述了小波分析的基本理论和支持向量机方法的基本理论及算法,并阐明了本文研究的课题背景和主要研究内容。本文将小波分析技术和支持向量机方法相结合,提出了小波包分析结合支持向量机的桥梁结构损伤识别方法,数值算例计算结果表明,该方法取得了良好的识别效果,与传统方法相比具有更高的识别精度、识别效率和鲁棒性。研究工作包括以下几方面内容:⑴概述了桥梁结构损伤识别研究的意义及现状,综述了现阶段的结构损伤识别方法,在此基础上提出了本课题研究的目的和意义,并明确了本文所要完成的研究工作。⑵介绍了小波分析技术,同时介绍了小波多分辨率分析和小波包分析的算法结构。⑶对支持向量机基本理论和算法进行了介绍。⑷提出了应用小波包分析结合支持向量机在桥梁结构损伤识别的方法。重点对基于小波包分析的特征选择及特征向量的构建、支持向量机类型的选择、核函数及其参数的选择等方面展开了深入的讨论。⑸以一简支梁桥作为数值仿真研究算例,通过自编程序提取各个位置不同程度损伤前后的能量距特征,并以其为基础构建特征向量形成样本集。使用支持向量分类机实现损伤位置识别,并研究了采用不同重数的交叉验证获得的最佳参数对识别结果的影响;使用支持向量回归机实现损伤程度识别。同时也讨论了在不同信噪比的情况下,噪声对损伤位置结果及损伤程度程度结果的影响。最后对全文的主要工作和研究成果进行了总结,并指出有待进一步改进和研究的方向。
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