大跨度空间网格结构健康监测系统中,传感器的优化布置问题是结构损伤识别、健康状态评估和后期维修加固决策与实施过程中的关键性问题,如何用有限数量的传感器在工程结构健康监测中实现最有效的配置,从而获得尽可能多的结构模态信息,成为人们日益关注的问题。因此,本文针对网架结构健康监测系统传感器优化布置中的自由度缩减、模态阶数选取、传感器数目确定和位置优化等一系列问题,进行了全面的探讨和研究。首先,考虑大型网架结构节点自由度众多,引入模型缩聚技术,删除结构上振动位移较小、对测量结果影响不大的副自由度,实现模型的简化。利用基于Fisher信息矩阵2-范数的方法选取了结构最合适的模态阶数。对于传感器数目的确定,首先使用QR分解的方法选择结构初始测点,然后采用基于MAC准则确定传感器最佳布置数目。提取相应模态计算参数,结合上述各方法利用MATLAB软件编制了传感器优化布置程序。其次,通过一个14×1×0.7m的网架结构,利用EI、MKE和MSE三种传统优化算法分别选择10阶、20阶模态信息对网架结构进行传感器优化布置计算,结果表明:不同方法得到的传感器布置结果都能较好的反映网架结构本身的模态特性,与ANSYS模态分析以及模型缩聚的结果相吻合。同时通过三种不同的评价准则对优化效果进行评价,结果表明:参与计算的模态阶数越多,得到的信息相对更全面,但随着模态阶数增多,可能会增加计算量,导致结果稳定性较差。观察各算法评价指标,MSE法和EI法效果相对更优。此外,通过智能优化算法-PSO算法,构造了基于MAC法适应度函数,对比分析选取不同模态阶数对测点优化布置结果的影响。通过观察测点自由度在网架上的分布情况以及计算得到的MAC非对角元素值大小,表明改进的PSO法具有算法简单高效、迭代收敛迅速、不易陷入局部最优解的特点。最后,通过与有限元模型相对应的网架结构模型,对本文所介绍的三种传统优化算法进行实验验证。提取网架的模态参数,将实验网架在力锤激励下获取的模态数据和有限元分析理论结果的动力特性进行对比。实验结果表明,各算法实测结构前几阶模态振型与ANSYS分析的振型非常接近,且频率相差值不大,验证了不同优化算法的可行性以及实验模型的可靠性。为空间网格结构健康监测中传感器布置方面提供重要参考价值。