运用最小二乘法进行混凝土容重的识别

运用最小二乘法进行混凝土容重的识别

设实测某一施工阶段主梁m个节段的挠度为向量R,如公式(1)中所示。

RR(1),R(2),,R(m) (1)

其中,R(1),R(2),……R(m)分别表示第1节段、第2节段、……、第m个节段

前端的挠度;

该施工节段对应的理想状态的理论计算挠度(模型中的结果)为: T

CC(1),C(2),,C(m) (2)

其中,C(1),C(2),……C(m)分别表示第1节段、第2节段、……、第m个节段

前端的计算挠度值,可以通过前后两个施工阶段的变形差得到;

那么,R与C之前肯定存在一定的偏差,从而形成一误差向量S,表达式如(3)、(4)

所示:

TTSS(1),S(2),S(m) (3)

SCR (4)

其中,S(1)=C(1)-R(1),S(2)=C(2)-R(2),……,S(m)=C(m)-R

(m),也即将对应节段的理论值与实际值相减;

待识别的参数为容重γ,设其误差量为θ。由于θ引起的各节段挠度误差为向量s:

ss(1),s(2),,s(m) (6) T

s (7)

11= (8)

m1

其中,φ为从参数误差θ到s的一个线性转换矩阵,令向量θ为单位向量的时候,

也即在模型中取参数的变化为单位1的变化,这样,就可以通过s的变化得到φ的具体

数值。

定义残差ε为:

SsS (9)

从而可以得到:

S (10)

方差:

JT(S)T(S) (11)

当J0,即(T)1TS0时,J达到最小,因此,θ的最小二乘估计为: 

(T)1TS (12) ^

在实际应用中,可以先在模型中计算出φ的值,现场实测R,计算S,最后由(12)

式即可估计出θ的值。根据求出的参数误差,对参数进行调整,将调整后的新的参数代

入模型进行计算,得到各阶段挠度的新的理想状态,然后比较新的变形值与实际变形之

间的差别,这时候的差值应该要优于在进行参数估计之前的情况,也即与实际变形的情

况相吻合。经过每一阶段的参数估计,结构就能逐步地逼近实际的状态,使模型更加合

理。 由于现在测量组提供的数据为前三个块段的数据,而仅根据三个块段的变化情况可能

会使估计不准,因此,在后期需要增加测量的块段数目。

运用最小二乘法进行混凝土容重的识别

设实测某一施工阶段主梁m个节段的挠度为向量R,如公式(1)中所示。

RR(1),R(2),,R(m) (1)

其中,R(1),R(2),……R(m)分别表示第1节段、第2节段、……、第m个节段

前端的挠度;

该施工节段对应的理想状态的理论计算挠度(模型中的结果)为: T

CC(1),C(2),,C(m) (2)

其中,C(1),C(2),……C(m)分别表示第1节段、第2节段、……、第m个节段

前端的计算挠度值,可以通过前后两个施工阶段的变形差得到;

那么,R与C之前肯定存在一定的偏差,从而形成一误差向量S,表达式如(3)、(4)

所示:

TTSS(1),S(2),S(m) (3)

SCR (4)

其中,S(1)=C(1)-R(1),S(2)=C(2)-R(2),……,S(m)=C(m)-R

(m),也即将对应节段的理论值与实际值相减;

待识别的参数为容重γ,设其误差量为θ。由于θ引起的各节段挠度误差为向量s:

ss(1),s(2),,s(m) (6) T

s (7)

11= (8)

m1

其中,φ为从参数误差θ到s的一个线性转换矩阵,令向量θ为单位向量的时候,

也即在模型中取参数的变化为单位1的变化,这样,就可以通过s的变化得到φ的具体

数值。

定义残差ε为:

SsS (9)

从而可以得到:

S (10)

方差:

JT(S)T(S) (11)

当J0,即(T)1TS0时,J达到最小,因此,θ的最小二乘估计为: 

(T)1TS (12) ^

在实际应用中,可以先在模型中计算出φ的值,现场实测R,计算S,最后由(12)

式即可估计出θ的值。根据求出的参数误差,对参数进行调整,将调整后的新的参数代

入模型进行计算,得到各阶段挠度的新的理想状态,然后比较新的变形值与实际变形之

间的差别,这时候的差值应该要优于在进行参数估计之前的情况,也即与实际变形的情

况相吻合。经过每一阶段的参数估计,结构就能逐步地逼近实际的状态,使模型更加合

理。 由于现在测量组提供的数据为前三个块段的数据,而仅根据三个块段的变化情况可能

会使估计不准,因此,在后期需要增加测量的块段数目。


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