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基于改进稀疏正则化的扩展卡尔曼滤波损伤识别研究
| 题名： | 基于改进稀疏正则化的扩展卡尔曼滤波损伤识别研究 |
| 作者： | 黄杰忠;孔维琛;李东升;王亚飞;张纯;李宏男 |
| 作者单位： | 汕头大学土木与环境工程系;广东省结构安全与监测工程技术研究中心;中铁大桥科学研究院有限公司桥梁结构健康与安全国家重点实验室;南昌大学建筑工程学院;大连理工大学建设工程学部 |
| 关键词： | 桥梁工程;损伤识别;扩展卡尔曼滤波;ι1正则化;伪测量技术;反问题 |
| 摘要： | 基于传统扩展卡尔曼滤波方法(EKF)的损伤识别过程是一个典型的反问题求解，反问题的不适定性使EKF识别结果容易受噪声干扰，导致EKF算法收敛困难、识别精度下降。基于ι1正则化的EKF算法在一定程度上可以缓解此问题，但其不能获得足够准确的稀疏解。为此，提出了一种改进稀疏正则化的EKF方法。该方法采用Arctangent罚函数代替ι1范数以施加损伤稀疏性约束；通过伪测量技术将稀疏性约束嵌入到EKF中，获得施加约束方程后的递推解。采用3层剪切结构和悬臂梁2个试验算例验证了该方法的有效性。研究结果表明：即使在噪声干扰下，所提方法也可以准确识别出结构损伤；相比传统ι1正则化EKF方法，该方法需要的观测信息更少，能获得更准确的稀疏解。 |
| 期刊名称： | 中国公路学报 |
| 出版日期： | 202112 |
| 出版年： | 2021 |
| 期： | 12 |
| 页码： | 147-160 |
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