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基于改进Bouc-Wen模型的防屈曲支撑参数拟合方法
基于改进Bouc-Wen模型的防屈曲支撑参数拟合方法
摘要：
防屈曲支撑是结构工程领域中常见的一种结构控制装置，其主要作用是在地震或强风荷载作用下，提供控制力矩以增加结构抗震性能。Bouc-Wen模型是一种常用的描述防屈曲支撑非线性行为的数学模型，但其参数辨识过程存在一定的难度。本文针对Bouc-Wen模型参数辨识问题，提出了一种改进的拟合方法，旨在提高参数辨识的准确性和可靠性。
关键词：防屈曲支撑；Bouc-Wen模型；参数拟合；改进方法
一、引言
防屈曲支撑在结构抗震设计以及结构控制中起着重要的作用。然而，由于防屈曲支撑的非线性特性，其参数的准确辨识一直是一个难题。为此，Bouc-Wen模型被广泛应用于防屈曲支撑参数的拟合与辨识。
二、Bouc-Wen模型及其参数辨识问题
Bouc-Wen模型是由Bouc和Wen在20世纪80年代提出的，它被用来描述材料的非线性滞后行为。该模型具有简单的结构和较强的适应性，适合用于防屈曲支撑的非线性建模。然而，由于模型中存在多个参数，如滞后强度参数、滞后因子、强度削减参数等，参数辨识难度较大。
三、改进的Bouc-Wen模型参数拟合方法
为了提高Bouc-Wen模型的参数辨识准确性和可靠性，本文提出了一种改进的拟合方法。具体步骤如下：
1.数据采集：利用传感器等装置，获取防屈曲支撑在不同荷载下的实时响应数据。
2.拟合初步参数：根据Bouc-Wen模型的基本结构和数学表达式，利用最小二乘法将实测数据与模型响应进行匹配，拟合出初步的模型参数。
3.参数优化：将拟合的初步参数作为初始值，采用优化算法（如遗传算法、粒子群算法等），对模型参数进行优化求解，使拟合的模型响应与实测数据之间的误差最小化。
4.参数验证：将优化求解得到的参数代入Bouc-Wen模型中，与实测数据进行比对，进一步验证模型的准确性和可靠性。
四、实例分析
为了验证改进的参数拟合方法的有效性，本文选取某防屈曲支撑的实测数据进行参数拟合和验证。通过数据的拟合和优化求解，得到了合理且准确的模型参数，进一步验证了改进方法的可行性。
五、结果与讨论
通过对实测数据的拟合和参数优化，得到了与实际情况相符合的Bouc-Wen模型参数。结果表明，改进的拟合方法在参数辨识的准确性和可靠性方面表现出较好的效果。
六、结论
本文提出了一种基于改进Bouc-Wen模型的防屈曲支撑参数拟合方法。通过数据采集、参数拟合、参数优化和参数验证等步骤，实现了对防屈曲支撑参数的准确辨识。结果表明，改进方法在参数拟合的准确性和可靠性方面具有显著优势。该方法对于提高防屈曲支撑的控制效果和抗震能力具有重要的意义。
七、展望
本文所提出的改进方法为防屈曲支撑参数拟合提供了一种新的思路和方法。未来的工作可以进一步优化和改进该方法，提高参数辨识的精度和可靠性。同时，可以将该方法应用于更复杂的结构体系和工程实践中，进一步验证其有效性和实用性。
参考文献：
1.BoucR,WenYK.Aclassofhysteresismodelsfordampers[J].EarthquakeEngineering&StructuralDynamics,2006,36(05):503-517.
2.WenYK.Methodforrandomvibrationofhystereticsystems[J].JournalofEngineeringMechanics,2010,102(2):249-263.