通过最小传感器评估土木工程结构中阻尼系统的性能

为了控制各种作用下的结构响应，现代土木工程结构中越来越多地使用附加阻尼系统，这需要检查并评估其安装后的运行性能。然而，由于这些装置分散放置且具有复杂的非线性，确定最小传感器配置存在困难。这本质上与一个关键挑战相关：建立可靠的输入-输出映射，包括数学模型和传感器布置。先前的工作表明，这可以通过理论可观测性分析或李对称性分析来实现，两者都提供了关于唯一（至少在局部）访问系统辨识问题解的存在性的不同视角。本研究引入了一个统一的框架，并通过算法实现作为应用指南，用于分析给定输入-输出映射的可观测性和李对称性。我们通过一个具有不同阻尼系统的建筑结构在不同条件下（如地震荷载、风荷载和运行振动）的示例来演示其实现。最后，我们展示了一个带有惯性阻尼器和最小传感器布置的隔震建筑在地震作用下的案例研究。结果表明，一旦建立了可靠的输入-输出映射，无迹卡尔曼滤波（一种系统辨识方法）可以精确估计结构响应并评估阻尼装置的性能。