基于车桥耦合振动信号和扩展卡尔曼滤波的桥梁结构损伤识别

利用移动车辆下的车桥耦合振动信号,本文提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的桥梁结构损伤识别方法。以常见的简支梁桥为研究对象,将移动车辆简化为半车模型;当车辆以一定速度行驶时,桥梁的强迫振动响应作为扩展卡尔曼滤波算法的观测值,通过扩展卡尔曼滤波算法的时间更新和观测更新过程,实现了桥梁结构损伤参数的递推修正。为改善结构损伤识别反问题的不适定性,还利用伪测量方法把l1范数正则化过程引入到扩展卡尔曼滤波算法中,在提高了识别精度的同时,有效抑制了损伤的误判。梁桥结构的数值算例分析表明,对于不同的损伤工况、车辆模型参数和行驶速度,本文方法均能准确识别结构损伤的位置与程度,体现出良好的抑制噪声能力。