固有频率条件协方差的置信区间

在结构健康监测(SHM)中，通过采集传感器测量数据并提取如固有频率等损伤敏感特征来进行损伤检测。然而，这些特征不仅取决于损伤，还受到包括环境条件和运行参数在内的多种混杂因素的影响。在进一步分析之前，必须识别这些因素并剔除其影响。但已有研究表明，混杂变量可能会影响所提取特征的均值和协方差。这一点尤为重要，因为协方差是许多损伤检测工具的基本组成部分。为了解释由混杂因素导致的复杂关系，可以使用非参数核方法来估计条件协方差矩阵。这样做，协方差矩阵可以随已识别的混杂因素而变化，从而更清晰地理解例如温度如何影响所提取的特征。本文提出了两种基于自助法的条件协方差置信区间获取方法，为量化与条件协方差估计量相关的不确定性提供了一种途径。一项概念验证的蒙特卡洛研究比较了所提出的两种自助法版本并评估了其有效性。最后，将这些方法应用于比利时鲁汶附近KW51铁路桥的自然频率数据。这一实际应用突显了研究结果的实际意义，并强调了准确解释混杂因素对于生成更可靠的诊断值、减少误报的重要性。