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系統識別號 U0026-2708201820233900
論文名稱(中文) 應用遞迴最小平方識別法進行雙線性隔震結構模型之即時參數識別
論文名稱(英文) Real-Time Parameter Identification of Bilinear Base isolated Model Based on Recursive Least Square Method
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 土木工程學系
系所名稱(英) Department of Civil Engineering
學年度 106
學期 2
出版年 107
研究生(中文) 林敬博
研究生(英文) Jing-Bo Lin
學號 N66054043
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 170頁
口試委員 指導教授-朱世禹
口試委員-盧煉元
口試委員-方中
口試委員-林其璋
口試委員-洪李陵
中文關鍵字 健康監測  系統識別  遞迴最小平方法  隔震建築等值模型 
英文關鍵字 structural health monitoring  system identification  recursive least squares method  equivalent bilinear base-isolated building model 
學科別分類
中文摘要 近幾年結構系統健康監測逐漸受到重視,許多建物結構由於材料老化、地震的損壞以及其他人為因素造成結構物之動態行為改變。如果損壞是發生於結構內部的,專業技師很難進行目視檢查。在這種情況下,可以採用系統識別技術來幫助專業技師獲得定量參考資訊,以便更好地進行判斷。系統識別即利用量測之結構物動態資料,對系統特性進行識別。本文運用之系統識別方法為遞迴最小平方識別法(Recursive Least Square method, RLS),其利用當步階計算之估測參數與量測資料,即可估算下一個步階之系統參數,故遞迴最小平方法可以識別各個時間點之系統參數。本文首先整理「核三廠一、二號機第三次十年整體安全評估審查報告」,並對其識別結果進行探討,以呈現遞迴最小平方法實際應用案例。同時建立一系列單自由度系統,探討遞迴最小平方法參數設定與雜訊對識別成效之影響,並驗證識別方法之正確性。進一步建立雙線性隔震建築等值模型進行模擬,以探討遞迴最小平方法對於時變系統與非時變系統之識別成效,並說明遞迴最小平方法之可行性。
英文摘要 Structural health monitoring is gradually attracting the attention of the public. Lots of structures are subject to degradation due to aging of materials, damageto strong earthquakes, and other human-induced factors. If the damages are embedded inside of the structure, it is difficult for professional engineers to perform visual survey. In this case, system identification technology can be adopted to assist professional engineers to get a quantitative reference for better judgement. System identification technologycan identify important structural parameters by using the measured records due to earthquakes. The system identification method used in this thesis is called the recursive least squares(RLS) method.The identified parameters are obtained sequentially in real-time. It is desirable to perform theidentification tasks recursively to reduce computation time and to be able to observe thetime-varying behavior. In order to verify the feasibility of RLS method,a set of single degree of freedom systems are used to investigate the parameter settings of the RLS method and the signal-to-noise ratio of the measured data are also considered. Further mover, an equivalent bilinear base-isolated building model is adopted to illustrate the effectiveness of the RLS method for the identification of the bilinear system.
論文目次 目錄
摘要 I
Extend Abstract II
誌謝 X
目錄 XI
表目錄 XIV
圖目錄 XV
第1章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 本文內文 3
第2章 理論背景 5
2.1 雙線性隔震元件模型介紹 5
2.2 隔震層總橫力估算公式之推導 7
2.3 連續時間狀態空間方程與s轉換形式 9
2.4 離散時間狀態空間方程與z轉換形式 9
2.5 離散時間系統模態頻率及阻尼比推導 11
2.6 遞迴最小平方法理論 13
2.6.1自我迴歸外變數模型 13
2.6.2最小平方法 14
2.6.3遞迴最小平方法 15
2.6.4時變參數之遞迴最小平方法 17
第3章 核三廠耐震安全監測識別分析與評估 23
3.1 識別系統之設置 23
3.2 識別方法介紹 23
3.2.1 ARX模式之瞬時能譜識別方法 24
3.2.2遞迴性最小平方法配合常數跡技巧 25
3.3 地震資料之識別分析 26
3.3.1 ARX模式瞬時能譜之識別分析 27
3.3.2遞迴性最小平方法配合常數跡之識別分析 27
3.3.3小結 28
3.4 核三廠圍阻體結構分析模型與監測識別資料之比較 28
3.4.1圍阻體有限元素之模型建立 28
3.4.2圍阻體結構歷時分析 29
3.5 小結 31
第4章 識別方法之設定與驗證 72
4.1 採樣週期對識別結果之探討 73
4.1.1取樣週期對識別結果之探討 73
4.1.2階數對識別結果之探討 73
4.1.3不同系統下改變階數的識別結果 74
4.1.4不同取樣週期下改變階數的識別結果 75
4.1.5排除贅餘值識別之結果 76
4.2 雜訊對於識別結果的影響 76
4.2.1不同噪訊比對識別結果之影響 77
4.2.2不同取樣週期識別雜訊影響之結果 78
4.3 遞迴最小平方法參數設定對識別結果的影響 78
4.3.1初始系統參數設定對識別結果的影響 79
4.3.2初始P矩陣的設定對識別結果的影響 79
4.3.3遺忘因子的設定對識別結果的影響 80
4.4 小結 81
第5章 隔震結構數值模型之識別 98
5.1 隔震結構模型之建立 98
5.1.1隔震元件設計參數計算 98
5.1.2擬實際結構物之模型建立與驗證 102
5.2 隔震結構之模擬與識別 105
5.2.1上部結構之模擬與識別 105
5.2.2隔震層之模擬與識別 106
5.2.3 RLS與LS識別結果之比較與驗證 114
第6章 結論與建議 163
6.1 結論 163
6.2 建議 165
參考文獻 166

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[23] 盧煉元,「結構隔減震技術講義」,國立成功大學土木工程研究所,台南(2017)。
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