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基于支持度的加速度传感器布置方法 滕军 卢伟 (哈尔滨工业大学深圳研究生院) 【摘要l在结构物上布置加速度传感器是实时监测结构物振动信息或模态信息的重要手段，而加速度传感 器布置 的数量和位置是影响监测结果的重要因素 。本文的方法首先计算结构有限元模型在环境激励作用 下的响应信息，然后计算出待选测点的综合支持度 ，最后根据综合支持度 的大小判定布置加速度传感器 的位置。本文以网架结构为例，验证了该方法的有效性。 【关键词l加速度传感器、支持度、结构健康监测 2．1分析数据 1．引言 分析数据 由虚拟测点测量信 息与待选测点测 测点支持度是评判一个测点被另一个测点支 量信息共同组成 ，虚拟测点测量信息是根据结构有 持程度强弱的指标，而测点的综合支持度是评判一 限元模型的频率与模态参与系数生成的自功率谱 ， 个测点被一组测点支持程度强弱的指标 。测点支持 待选测点测量信息是结构有限元模型在环境激励 度是根据测点的距离测度计算的，而测点的综合支 下的结构位移响应时程或加速度响应时程 的 自功 持度是根据测点支持度计算的。国内外的专家学者 率谱 。 针对距离测度的定义 1【J2】、支持度的模糊化 [3J4】等提 (1)虚拟测点测量信息： 出了不少改进的方法。本文以此为基础 ，结合加速 虚拟测点测量信 息作为分析数据是为 了使待 度传感器的测量 目标 ，运用结构模型得到的信息， 选测点 的综合支持度大小可 以反映出该测 点被结 给出适合结构健康监测的加速度传感器最优位置 构真实振动的支持程度，使布置在最优位置的加速 选择方法 。 度传感器测量信息可 以更准确 的完成结构振动 的 本文首先介绍基于测点支持度 的加速度传感 实时监测。 器优化布置方法 ，然后以网架结构为例，说明加速 结构有 限元模型计算得到 的n阶 自振频率厂可 度传感器布置在选定的最优位置上是有效的。 以表示为： 厂：(厂1，厂2，…，^) (1) 2．基于测点支持度的加速度传感器优 Z向的振型参与系数的比率 可以表示为： Kz=l 1，Kz2，…， nj (2) 化布置方法 Z向的结构振动响应拟合时程为： 该方法是用于结构物在环境激励下的结构振 z(t)=∑n_1Kz~sin(Zrrfit) (3) 动或结构模态信息的实时监测 ，为了选择加速度传 z(￡)的 自功率谱为s。。 感器布置的最优位置，首先计算结构有限元模型在 (2)待选测点测量信息 ： 环境激励下的位移或加速度响应时程并对其进行 z向待选测点结构振动响应的自功率谱矩Its,为 自功率谱计算 ，然后以结构响应信息的 自功率谱为依 5z=l ， ，…，snj (4) 据计算测点的距离测度和支持度，最后计算测点的 其中，si=(i=1，2，…，n)是z向第￡个待选 综合支持度并 以其大小作为布置加速度传感器 的 测点响应时程 的 自