面向结构健康监测的压缩采样随机解调系统研究

发布时间：2021-09-19 20:26

　　结构健康监测是确定结构完整性的革命性创新技术,通过布置在结构上传感器网络激励和接收诊断信号,实时、在线地对结构进行监测,以便及时的发现结构的损伤,并进行评估和定位。结构健康监测对于结构的轻量化设计、以及提高结构使用的安全性和降低维护成本具有重要意义。在飞行器、桥梁、建筑等工业装备和基础设施上具有广泛的应用前景。对于诸如飞机机翼和机身等大型结构的状态监测或损伤诊断,需要布置大型传感器网络,导致了激励和接收信号数据量非常庞大,尤其是对于超声导波主动监测,传感器激励和接收的导波信号的频率很高。根据传统的奈斯奎特采样定理,采样率要大于接收信号最高频率的2倍,高采样率和大数据量对信号的采集、传输和存储以及处理设备提出了严峻挑战,尤其是对于采集的信号需实时传输到基站进行处理的场合。因此,如何对基于大型传感器网络的传感信号进行压缩采样以提高监测效率和降低成本,是当前结构健康监测的研究热点。本文采取近年来出现的压缩感知理论来解决结构健康监测信号的压缩采样问题,选择随机解调系统实现压缩感知,设计了相应软硬件系统,同时实现信号的压缩和采样,降低采样率和数据量。本文的主要研究内容和结果如下:（1）研究了结构... 

【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１压电效应??

是根据压电效应制成的。对于某些晶体，当沿着一个它发生机械变形时，其内部将产生极化现象，并在它相反的等量电荷；当外部压力消失后，电荷也随之消［４２］，如图２．１所示。??Ｆ??极化表面?／????＾?＾??ｆ！??图２．１压电效应??介质的极化方向施加电场作用时，这些电介质晶体产生机械形变或机械压力；外加电场消失时，这些变象称为逆压电效应。压电传感器有压电效应和逆压电

根据板中质点振动的相位关系，可以把Ｌａｍｂ波的模式分为对称模式和反对??称模式，对称模式有而，＆等，反对称模式有也，…，扃等［６７］。如??图２．３所本。??（ａ）对称模式??（ｂ）反?式??图２．３?Ｌａｍｂ波的对称和反对称模式??Ｌａｍｂ波的另一大特点就是频散特性。频散特性表现为Ｌａｍｂ波传播的群速??度和相速度由频率和板的厚度决定［６６］，图２．４为厚度１＿铝板中的理论频散图。??１０??

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Lamb波结构健康监测的压缩感知方法研究[J]. 王强,宋春晓.  仪表技术与传感器. 2016(10)
[2]结构健康监测数据科学与工程[J]. 李惠,鲍跃全,李顺龙,张东昱.  工程力学. 2015(08)
[3]面向结构损伤信号的多传感器感知融合方法[J]. 季赛,潘锦基,孙亚杰.  数据采集与处理. 2015(04)
[4]模拟-信息转换器研究进展[J]. 张弓,文方青,陶宇,刘苏,贲德.  系统工程与电子技术. 2015(02)
[5]面向无线传感结构健康监测的压缩感知方法研究[J]. 季赛,黄丽萍,孙亚杰.  传感技术学报. 2013(12)
[6]结构健康监测技术及其在航空航天领域中的应用[J]. 卿新林,王奕首,赵琳.  实验力学. 2012(05)
[7]铝板中Lamb波检测的实验研究[J]. 陈军,李志浩,林莉,侯云霞,马清杰.  应用声学. 2011(02)
[8]压缩感知理论及其研究进展[J]. 石光明,刘丹华,高大化,刘哲,林杰,王良君.  电子学报. 2009(05)

博士论文
[1]面向结构健康监测的Lamb波力学建模研究[D]. 张逍越.南京航空航天大学 2012
[2]面向结构健康监测的多主体协作融合方法研究[D]. 梁栋.南京航空航天大学 2012
[3]稀疏模拟信号压缩采样与重构算法研究[D]. 赵贻玖.电子科技大学 2012
[4]航空材料结构低速冲击健康监测研究[D]. 苏永振.南京航空航天大学 2010
[5]超高速撞击板波特性与声发射空间碎片在轨感知技术[D]. 唐颀.哈尔滨工业大学 2008

硕士论文
[1]基于随机解调的模拟信息转换技术研究[D]. 宋平凡.哈尔滨工业大学 2014
[2]m序列相关辨识的研究及其在激电法中的应用与去噪分析[D]. 刘景贤.中国地质大学（北京） 2010



本文编号：3402279