无线传感器网络中节点故障诊断方法的研究

无线传感器网络中故障节点会产生并传输错误数据,这将消耗节点的能量和带宽,同时会形成错误的决策。利用节点感知数据的空间相似性,提出了节点故障诊断的算法,通过对邻节点所感知的传感数据进行比较,从而确定检测节点的状态,并将测试状态向网络中其他相邻节点进行扩散。该算法对实现故障节点的检测具有较好的性能,实验结果验证了算法的可行性和有效性。     

PLZT压电陶瓷的高温还原行为研究

为研制具有超大位移的RAINBOW压电驱动器,实验研究了制备该器件的PLZT压电陶瓷的高温还原行为.采用XRD,SEM等方法研究了还原样品的物相组成及其微观结构,对PLZT在高温下被石墨还原的过程和机理作了解释.研究表明,PLZT具有较好的还原性能,还原层厚度与时间有线性关系,理想的还原条件为:950℃保温1～1.5h;还原样品有明显的分层结构,还原层表现出穿晶断裂而未还原层则是沿晶断裂的特征;还原层主要由金属Pb及PbO,ZrO2,TiO2等氧化物组成,原先的晶体结构已不存在.     

基于相似粗糙集的CBR范例提取算法

提出了利用相似粗糙集进行范例提取的算法,自动从原始数据中提取典型范例并能获得较高的分类精度.该算法能较好的处理噪声的干扰,减少预设参数的数量,并能直接处理连续数值型属性,避免了复杂的属性离散化的计算.实验结果验证了算法的可行性和有效性.     

无线传感网络在结构健康监测中的应用

将无线传感网络引入结构健康监测中.根据无线传感网络的体系结构和性能标准,提出了应用在结构健康监测里的一些特殊需求.设计了一套实验系统,在此基础上,开发出几种网络协议和应用程序,实现了多跳路由,多参数采集和网络抗毁性,并应用这些程序,协同完成了载荷定位和紧固连接件松动诊断.实验证明,无线传感网络在结构健康监测中应用前景广阔.     

加筋复合材料结构分层损伤的贝叶斯诊断及预测

针对复合材料结构疲劳损伤的在线监测和预测问题,提出了一种基于结构健康监测 (Structural health monitoring, SHM) 和贝叶斯理论的结构分层损伤诊断及结构剩余使用寿命预测方法。在贝叶斯概率理论框架下,采用指数模型描述复合材料结构疲劳分层损伤面积的先验演化规律,融合在线SHM数据对结构分层损伤状态,以及损伤面积演化模型的参数进行联合后验估计,即为损伤诊断结果。进一步通过后验估计得到的损伤状态和模型参数预测未来时刻结构分层损伤面积的演化,从而得到当前复合材料结构的剩余使用寿命预测结果。通过有限元仿真的加筋复合材料结构疲劳分层扩展对所提出的方法进行了验证。结果表明,方法可以在线准确地诊断结构分层损伤状态以及预测结构的剩余使用寿命。      

基于谐振技术的航空燃油密度测量的研究

针对航空燃油密度的高精度、数字化的实时测量要求,阐述了采用振动筒式传感器测量航空燃油密度的原理,并讨论和研究了基于这一原理的航空燃油密度实时测量的实现方法。     

基于结构健康监测系统的桥梁数据异常诊断研究

桥梁结构监测主要集中在对桥梁结构损伤位置和损伤程度的研究, 然而, 这是以桥梁结构健康监测系统数据有效为前提的. 在实际的环境里, 由监测系统自身故障引起的异常往往会对监测数据有一定影响, 使得监测系统产生损伤误报, 增加了虚警率; 同时, 由某些外部荷载引起的突发事件, 可能会对结构有严重破坏, 不利于桥梁的安全维护和管理. 为了保证桥梁的安全, 提高桥梁结构监测的有效性, 有必要对特殊事件进行异常诊断. 该文将一类识别方法应用到桥梁数据诊断中, 即通过核主成分分析和超球面一类支持向量机方法将一般监测数据和特殊事件数据有效区分, 并利用江阴大桥的加速度传感器数据验证了该方法在船撞、台风、传感器装机噪声和传感器跳变信号下的有效性.     

航空结构健康监测的压电夹层设计

根据智能夹层思想和真实航空飞行器结构特点,研究了面向航空结构健康监测的压电夹层技术,并将该技术应用到了某无人机机翼盒段结构健康监测验证实验中。实验结果表明:压电夹层工作性能稳定,寿命长,压电元件的一致性良好,抗干扰、串扰能力较好,该技术对于结构健康监测技术实用化具有推动作用。     

基于主动监测的大型结构连接失效的远程监测

实际工程结构大且复杂,螺钉数目较多,失效模式增多且易发生混叠。针对现有的监测方法不能完全满足实际工程需要的问题,提出了有效的循环激励—依次传感方案,并建立了铝板结构中的验证系统,基于主动监测技术,采用模式识别方法实现结构上数目较多的螺钉松动判别。通过系统集成和网络通信与控制,实现远程实时螺钉松动监测系统。     

用于应变监测的无线传感器网络节点的设计

针对结构健康监测中应变监测系统的器件连线复杂、维修难度大的特点,设计了用于应变监测的无线传感器网络节点,其中,包括多通道应变传感信号调理电路模块、数字处理模块和无线收发模块的开发。对用于应变监测的无线传感器网络节点进行了标定,并通过无线传感器网络的载荷定位试验验证了用于应变监测的无线传感器网络节点抗干扰性强,实时性好,具有较高的稳定性和可靠性。