海上风力发电支撑结构振动监测点布设方法

摘要

本发明提出一种海上风力发电支撑结构振动监测点布设方法，一方面可以借助传统传感器位置优化技术提供初始布设方案，同时可以更充分考虑传感器位置的安装难易程度，即舍弃初始布设方案中水深较深的位置，适当补充水深较浅的非连接点位置。从而，本发明既可以考虑有限元模型与实际结构的建模误差，又能相对准确的获得海上风力发电结构的完备振型，同时，该方法具有不同于常规传感器位置优化中优化方案唯一的特点，能够根据模态识别阶次的不同变换传感器布设方案，最大程度的以最少的传感器数量、最易于安装的传感器位置获取海上风力发电支撑结构的模态振型。

主权项

一种海上风力发电支撑结构振动监测点布设方法，其特征在于：包括如下步骤：A、有限元模型模态信息提取;A1、建立结构有限元数值模型，获取该有限元模型的质量矩阵与刚度矩阵，分别标记为、并存储入专用存储器中；A2、对所建立的有限元模型进行模态分析，确定感兴趣的目标模态，并获得对应的模态矩阵；B、传感器位置优化;将获得的模态矩阵构建Fisher信息阵，求有效独立分配矩阵；C、传感器位置工程化选取;C1、删除贡献度最小的传感器位置、保留贡献度较大的传感器位置，获取传感器初步布设方案，其中，贡献度最小的传感器位置即有效独立分配矩阵中主对角线元素中的最小值，保留贡献度较大的传感器位置即有效独立分配矩阵中主对角线元素中的较大值；C2、舍弃初步布设方案中水深较深的节点，根据实际情况增设少数水深较浅的非连接点位置并安装传感器；D、工程化传感器位置可行性分析;D1、获取结构动力响应信号；D2、完备振型计算；D21、结构模态参数提取；D22、建立实际结构自由振动方程：，其中、分别为实际结构的质量、刚度矩阵，与步骤A1结构中、的关系为：其中，为有限元模型中第n个单元刚度矩阵在整体坐标系下的形式；为单元总数为时第n个单元的修正系数，D23、建立初始完备阵型并假定未安装传感器位置对应的阵型值为1；假定第j阶完备振型的形式如下：其中，md为主自由度对应的实测值，并假定从自由度对应振型值为1；D24、构造真实完备振型与初始完备振型关系。