Kohonen神经网络在复合材料损伤主动监测技术中的应用

主动监测技术是近几年来发展起来的复合材料损伤监测的新技术，本文将Kohonen自组织特征映射神经网络与主动监测技术相结合应用于复合材料损伤监测中，该方法具有结构算法简单，无导师监督学习和侧向联想等功能，根据此方法及虚拟仪器技术，设计开发了相应的复合材料结构损伤监测系统，经复合材料损伤监测实验证，是一种十分有效的损伤检测方法。     

改善强度型光纤传感器特性的措施

从理论上对强度调制型光纤传感器工作特性进行推导，提出并实施了２种其特性的措施：一方面依据其工作原理，改变反射镜面的结构，另一方面，在测试时，采用２步测量的思想，以清除干扰的影响，改善传感器的工作特性，介绍了传感器具体结构及二次仪表。     

基于声发射和神经网络的复合材料冲击定位

为了提高复合材料结构冲击定位的精度和实时性,基于声发射和神经网络技术,提出了复合材料结构冲击定位两步法,以压电陶瓷（PZT）和自制信号采集系统替代商用声发射仪器,实现了一种能够高精度、实时、在线监测冲击的系统。用小波变换求出原点处冲击源传播到各传感器的波达时间差,用这组时间差修正其他位置上的冲击源到达各传感器的波达时间,利用修正后的波达时间,根据四点圆弧定位算法得到冲击源坐标,实现初步定位;将所求出的位置坐标作为神经网络的输入,训练之后的神经网络可以准确预测冲击位置,实现精确定位。在复合材料板上的试验表明：该方法能快速、准确地识别出冲击位置。     

无线传感器网络故障诊断与容错控制研究进展

可靠性和可持续性是无线传感器网络(WSNs)研究的重要问题。从拓扑、能量、监测和安全等角度对WSNs故障诊断和容错控制方法进行详细的归纳和总结。对WSNs故障类型进行了划分,主要分为节点故障和网络故障,根据WSNs体系结构,介绍了节点自诊断、网络诊断和基站诊断3种故障诊断方法,阐述了相关的容错控制技术,包括冗余机制、多路由设计、动态拓扑控制、传输协议优化、数据融合和智能方法。对WSNs容错控制技术目前存在的问题与未来发展趋势进行了探讨。     

用于结构健康监测的实时DSP数据采集及小波分析模块

基于TI公司生产的DSP系列中的TMS320VC5402主频较高的特点，采用采样速率400kHz的AD7865，辅助CPLD，成功实现了对复合材料引出的传感信号的数据采集，并进行实时小波处理的功能。该模板设计的成功对复合材料的结构健康监控的系统集成具有重要的意义。     

基于Lamb波的平尾大轴裂纹扩展监测

平尾大轴作为在役飞机的主承力构件,其轴内变厚度截面处存在应力集中现象,是疲劳断裂高发的关键部位。针对平尾大轴变截面处裂纹损伤,研究其基于主动Lamb波的裂纹深度在线监测方法。首先,通过线切割制造真实损伤,对压电传感器采集的监测信号进行Shannon连续复数小波变换,去噪提取Lamb波信号;其次,重点研究了不同模式Lamb波的4种损伤因子对大轴裂纹深度的表征能力,结果表明,基于A_0模式的互相关损伤因子对裂纹深度的表征效果最佳;最后,利用A_0模式的互相关损伤因子实现了平尾大轴裂纹萌生及裂纹尺寸的定量化监测,为平尾大轴的在线监测提供了方法基础。     

Lamb波与瞬时相位技术在损伤识别中的应用

采用主动Lamb监测技术与瞬时相位相结合的方法对复合材料板进行健康监测。首先通过仿真试验,模拟损伤信号在正常信号中的叠加,结果表明其会引起瞬时相位曲线相应的变化;然后再利用Lamb波主动监测技术,在复合材料板上进行试验采集信号,其瞬时相位能够发现板结构中的损伤,说明瞬时相位可应用于结构的损伤识别。     

一种FBG载荷定位的温度补偿方法

在基于神经网络的光纤布喇格光栅(FBG)载荷定位系统中,由于测试区域内各个光栅所处的温度大致相同,如果将载荷定位系统中FBG的波长变化量两两组合,然后按一定的比例相减,将它们的差值作为神经网络的训练样本,则可抵消温度所引起的波长漂移,提高了在温度变化时FBG载荷定位系统的准确度。实验证实该方法可获得较准确的判定结果。     

基于无线传感器网络的远距离结构健康监测

针对复合材料结构健康监测的特点和需求,实现了一套基于无线传感器网络(WSNs)的远距离结构健康监测系统。系统构成包括前端传感监测子系统、WSNs子系统和远终端监控子系统。为了扩大系统的监测范围,降低系统网络功耗及成本,提高系统的稳定性、智能性和抗毁性,研究了自制的无线传感节点、多跳路由技术及小型化配接电路,改进了终端程序和网络节点程序。实验证明:相对于传统有线的监测方式,基于WSNs的结构健康监测具有灵活性高、负重轻、成本低、搭建移动方便、维护容易等优点。     

基于HHT技术的二维结构损伤定位研究

希尔伯特-黄变换(HHT)是具有适应性的局部化时频分析方法,适用于非线性、非平稳的信号分析。该文基于主动监测技术,将结构健康和损伤状态下的响应信号进行对比,二者的差信号实际上是激励信号通过损伤折射后被接收到的一种信号。利用HHT对差信号和激励信号等进行分析,提取信号群速度的到达时刻,从而得到差信号的传播时间。根据差信号传播路径的分析,并结合四点圆弧定位方法,实现二维结构的损伤定位,实验验证利用HHT信号处理技术能够有效准确的进行复合材料结构的二维损伤定位。