基于改进CHC遗传算法的结构损伤诊断的研究

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1、第z7卷第3期振动、测试与诊断!!!!!!!!!乂:！！！!!；迥!！!：!约！!豐,！!基于改进cHC遗传算法的结构损伤诊断研究,黄维平王晓燕（中国海洋大学海岸与海洋工秽研究所青岛，266071）摘要捉出了一种改进的CHC遗传算法,用频率误差和振型误姥函数构建目标函数和适应度函数，该方法继承了•普通遗传算法和CHC算法的优点，提高了算法的收敛速度。数值算例衣明，用改进的CHC遗传算法进行结构损伤诊斯时，单构件损伤比SGA算法的计算时间缩短60%,名构件损伤可缩短80%关键词纟靑构参数识别结构损伪诊断遗传算法CIIC算法中图分类号

2、TMTU3丄755引言重大土木工程结构的可靠性対社会、经济有重耍影响，正确评定结构的实际性态是结构可靠工作的基本前提。如何判断结构的损伤程度及可靠性，对结构能杏继续使川和是育需耍加固作出止确的决策，是当今结构工程研究的新课题［1］。国内外学者在此方面作了大量的研究工作，作为优化算法之〜的遗传算法己经成为其研究与应用的最重耍的工具。【大I其具有鲁棒性，特别适合处理传统搜索算法解决不好的复杂和非线性问题，因此在结构损伤诊断领域越來越受到重视。遗传算法是一种借鉴生物界自然选择和进化机制发展起來的高度并行、随机、自适应搜索算法，已形成了一

3、个较完整的理论和方法，后引人了动态策略和H适应策略以改善遗传算法的性能，捉出了各种变形的遗传算法（Variant0fCanonicalGersAlgorthms一种改进的遗传算法的缩称，择（CrossGeH代表异物种重组（Heterogeneous2个c代表大变异（CataclysmicC算法与基木遗传算法（SGA）不同点在于：一种改进的CIIC算法（ICIIC）,在实际工程应用中能够提高运算效率，得出令人满总的结果。1SGA算法*7—8］遗传算法从代表问题可能潜在解集的一个种槨开始，按照适者牛存和优胜劣汰的原理，逐代演化产生出越

4、來越好的近似解。在毎一代，根据问题域屮个体的适应度大小挑选个体，并借助F自然遗传学的遗传算子进行纽合交义和变异，产生出代表新的解集的种群。这个过程将导致种那的后牛代比前代更适应于环境，末代种榔中的最优个体经过解码可以作为同题近似垠优解，其过程如下。（1）确定H标函数及设计变虽：丿IJ动力学方法进行损伤诊断时，实测的們I有频率和振型是诊断的依据，其最终日标是曲识别的结构参数得到的结构棋态数据与实测模态数据-致…，即改变结构物理参数使其对应的模态数据与简称VGGA）C2-5］。CHC算法是实测模态数据吻合，这是一个优化的过程，频率谋差

5、第1个c代表跨世代精英选最小和振型谋差最小可作为两个不同的目标函数01ti$tSelection)策略,Recombination)，第F笃一一:ZZ（〃一刑）2n）ocH也可将两者加权组合Fob,=C・F。+qF。SGA的遗传操作比较单纯，简单•地实现并行处理；而CHC算法牺牲这种单纯性，换取遗传损伤的较好效果，并强调优良个体的保留。水文将SGA算法与CIIC算法相结合，提出了.教育部博士点基金资助项耳（编号：20050423002）。吹剛期：2006-06-221修改晴收到日期:2006-10-26.其中；O和。为权系数，权系

6、数应根据频率和振型测试分析数据的可信度选取；月…和宵。分別为实测ZOO7年9月Vol.27No.3Sep,2007振动、测试与協断JournalofVibraricn-MeBsufrnwnt&Diagnosis基于改进CHC遗传算法的结构损伤诊断研究黃维平王晓燕(中国海澤大学篙申与梅洋工程研究所青邱.266071)提岀了一沖改进的CHC®传算法，用疑卓误蒂和镶取溟差宙数恂建目标雷数和适宜度函数•诙方法堆承了普通遗传MSftCHCMft的优点•提禹了算法的收敛連度・例表明，用改逍的CHC遗传算法进行结构横伤诊斯时•单构件出伤比SGA

7、M法的计算时问堀短60%•务构件殉伤可缩版80%.第构别结徇囲伤诊断遗传算怯Client中0B分类号TMS5TU317<]>⑵⑶引言直大土木工程结构的可靠性对社会、经济有重要影响•正确评定结构的实际性态足结构可靠工作的基本前提•如何判断结构的损伤稅度及可第性，对结构能否琏续使用和是否需耍加固作岀正确的决策，是当今结构工程研究的葯课•国内外学者在此方面作了大議的研究工作，作为优化算法之一的遗传算法已经成为其研究与应用的最垂要的工具.因其具有鲁懈性，特别适合处理传统攪索算法僻决不好的复杂和菲线性问顔•因此在结构找伤诊断機域越来超受到臺

8、视.遗传算法是一种借鉴生物界自然选择和进化机制发展起来的高度并行、随机、自适应搜索算法，已形成了一个较充整的理论和方法，后引入了动态策略和自适应策略以改善遗传算法的性能，提出了各种变形的遗传算&(VariantsofCanonicalGeneric