基于神經(jīng)網(wǎng)絡與d-s證據(jù)理論的數(shù)據(jù)融合損傷識別技術(shù)

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1、沈陽建筑大學碩士學位論文基于神經(jīng)網(wǎng)絡與D-S證據(jù)理論的數(shù)據(jù)融合損傷識別技術(shù)姓名：張春梅申請學位級別：碩士專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程指導教師：姜紹飛2007-01碩士研究生學位論文摘要I摘要　本文以土木結(jié)構(gòu)的健康診斷為研究對象。在對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行深入分析的基礎(chǔ)上，給出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡和D-S證據(jù)理論相結(jié)合的信息融合的損傷識別方法，并對該方法運用算例進行了驗證?！∈紫葟慕Y(jié)構(gòu)損傷檢測目前的研究現(xiàn)狀開始，分析了結(jié)構(gòu)健康診斷的必要性及其現(xiàn)實意義?；仡櫫藗鹘y(tǒng)的損傷檢測的方法及其優(yōu)缺點，說明在日趨復雜的結(jié)構(gòu)體系中亟待于新的診斷方法的研究和應用?！∑浯?，從神經(jīng)元結(jié)構(gòu)模型和傳遞函數(shù)入手，詳細地分析了

2、神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和函數(shù)映射、BP神經(jīng)網(wǎng)絡的特點，說明了神經(jīng)網(wǎng)絡應用于損傷檢測的可行性。選用了目前廣泛應用的BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行神經(jīng)網(wǎng)絡損傷檢測的仿真實驗。從D-S證據(jù)理論的基本概念和合成規(guī)則入手，分析了證據(jù)理論應用于信息融合的有效性，然后，設計了一個基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡和D-S證據(jù)理論的信息融合損傷識別系統(tǒng)，從待診斷結(jié)構(gòu)體系的所獲信息的特點入手，運用BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行初步診斷，然后將診斷結(jié)果轉(zhuǎn)化為基本概率賦值，再利用D-S證據(jù)理論進行融合，文中通過一個７層剪切型建筑模型進行仿真實驗，結(jié)果顯示，運用D-S理論進行融合后的結(jié)果比單一BPNN識別的結(jié)果有顯著提高。　再次，文中還介紹了一種基于統(tǒng)計原

3、理的神經(jīng)網(wǎng)絡模型，即概率神經(jīng)網(wǎng)絡。鑒于概率神經(jīng)網(wǎng)絡比BP網(wǎng)絡訓練速度快，可以直接得到基本概率賦值等優(yōu)點，筆者又提出了一種將概率神經(jīng)網(wǎng)絡與證據(jù)理論融合的損傷識別新方法，并通過算例分別用單一概率神經(jīng)網(wǎng)絡和信息融合的方法進行兩種噪聲下的損傷識別，并對識別結(jié)果進行比較和分析。結(jié)果表明，在同等噪聲水平下，筆者所提方法比單一概率神經(jīng)網(wǎng)絡決策及BP網(wǎng)絡決策的結(jié)果更準確、可靠。識別結(jié)果同時也表明了噪聲是影響神經(jīng)網(wǎng)絡識別精度的一個很重要的因素?？傊闹兴岢龅幕诟怕噬窠?jīng)網(wǎng)絡和D-S證據(jù)理論的信息融合損傷識別框架及方法具有較好的容錯性和識別精度，實例證明該方法具有實用性和有效性?！∽詈?，通過實

4、驗室的靜力實驗確定了７層鋼框架的層間剛度，然后通過對該結(jié)構(gòu)模型施加隨機動力荷載，測得各層加速度響應，運用信號處理技術(shù)提取結(jié)構(gòu)模態(tài)特征參數(shù)；進而對所提取出的頻率特征值運用不同的損傷識別方法進行識別、比較?！　￡P(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)損傷檢測；神經(jīng)網(wǎng)絡；BP網(wǎng)絡；概率神經(jīng)網(wǎng)絡；D-S證據(jù)理論；信息融合IIAbstract碩士研究生學位論文AbstractStructuralhealthdiagnosisisobjectofthisthesis.Basedonanalyz-ingthecurrentlydomesticdomesticandforeignstudy,itgivesanewda

5、mageidentificationtechniquebasedonneuralnetnetandD-Sevidentialtheory,anditisconfirmedbyusingmathematicalexamples.Firstly,thepresentsituationofstructuraldamageexaminationresearchisgived,thestructuralhealthdiagnosticnecessityandpracticalsignificancearediscussed.Studyingthetraditionaldamageexam

6、inationmethodsandtheirgoodpointsandshortcomings,thestudyandapplicationofnewdiagnosticmethodsareurgentlyrequiredinthefurthercomplexstructuralsystem．Secondly,startedwithneuronmodeandtransferfunction,wediscussthenetworkstructionandthefunctionmapping,thecharacteristicofBPnet,itshowsthatneuralnet

7、usedforthedamageexaminationisfeasible.TheneuralnetworksimulationexperimentofdamageexaminationisdonebyBPneuralnetworkwhichisappliedwidespreadlyatpresent.BeginningwiththebasicconceptionandmergingrulesofD-Sevidentialtheory,itshowsthatD-Sevidentialtheo