This paper proposes a novel output-only structural damage indicator by incorporating the pole-based optimal subpattern assignment distance with autoregressive models to localize and relatively assess the severity of damages for sheared structures. Autoregressive models can model dynamic systems well, while their model poles can represent the state of the dynamic systems. Structural damage generally causes changes in the dynamic characteristics (especially the natural frequency, mode shapes and damping ratio) of structures. Since the poles of the autoregressive models can solve the modal parameters of the structure, the poles have a close relationship with the modal parameters so that the changes in the poles of its autoregressive model reflect structural damages. Therefore, we can identify the damage by tracking the shifts in the dynamic system poles. The optimal subpattern assignment distance, which is the performance evaluator in multi-target tracking algorithms to measure the metric between true and estimated tracks, enables the construction of damage sensitive indicator from system poles using the Hungarian algorithm. The proposed approach has been validated with a five-story shear-building using numerical simulations and experimental verifications, which are subjected to excitations of white noise, El Centro earthquake and sinusoidal wave with frequencies sweeping, respectively; the results indicate that this approach can localize and quantify structural damages effectively in an output-only and data-driven way.

中文翻译：

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使用自回归模型增强的最佳子模式分配度量标准对剪力建筑结构进行仅输出的损伤检测。

本文通过结合基于极点的最佳子模式分配距离与自回归模型来定位和相对评估剪切结构破坏的严重性，提出了一种仅输出的结构破坏指示符。自回归模型可以很好地为动态系统建模，而它们的模型极点可以代表动态系统的状态。结构损坏通常会导致结构的动力特性（尤其是固有频率，振型和阻尼比）发生变化。由于自回归模型的极点可以求解结构的模态参数，因此极点与模态参数具有紧密的关系，因此其自回归模型的极点变化反映了结构损伤。因此，我们可以通过跟踪动态系统极点的变化来识别损坏。最佳子模式分配距离是多目标跟踪算法中的性能评估器，用于测量真实轨道和估计轨道之间的度量，从而可以使用匈牙利算法从系统极点构建损伤敏感指标。该方法已通过五层剪切建筑进行了数值模拟和实验验证，分别受到了白噪声，El Centro地震和正弦波的频率扫描激励；结果表明，该方法可以以仅输出和数据驱动的方式有效地定位和量化结构损伤。它是多目标跟踪算法中的性能评估器，用于测量真实轨道和估计轨道之间的度量，从而可以使用匈牙利算法从系统极点构建损伤敏感指标。该方法已通过五层剪切建筑进行了数值模拟和实验验证，分别受到了白噪声，El Centro地震和正弦波的频率扫描激励；结果表明，该方法可以以仅输出和数据驱动的方式有效地定位和量化结构损伤。它是多目标跟踪算法中的性能评估器，用于测量真实轨道和估计轨道之间的度量，从而可以使用匈牙利算法从系统极点构建损伤敏感指标。该方法已通过五层剪切建筑进行了数值模拟和实验验证，分别受到了白噪声，El Centro地震和正弦波的频率扫描激励；结果表明，该方法可以以仅输出和数据驱动的方式有效地定位和量化结构损伤。该方法已通过五层剪切建筑进行了数值模拟和实验验证，分别受到了白噪声，El Centro地震和正弦波的频率扫描激励；结果表明，该方法可以以仅输出和数据驱动的方式有效地定位和量化结构损伤。该方法已通过五层剪切建筑进行了数值模拟和实验验证，分别受到了白噪声，El Centro地震和正弦波的频率扫描激励；结果表明，该方法可以以仅输出和数据驱动的方式有效地定位和量化结构损伤。