无线结构振动控制系统数据丢失率与时滞试验与建模

发布时间：2017-05-02 16:17

  本文关键词：无线结构振动控制系统数据丢失率与时滞试验与建模，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,无线传感器网络技术发展迅速,已在土木工程结构监测方面得到成功应用,同时,国内外针对基于无线传感器网络的结构振动控制技术也开展了探索研究。与传统有线传感器相比,无线传感器网络信号传输过程中存在数据丢失、时滞等问题,这些将降低结构振动控制的效果,甚至影响控制系统的稳定。研究无线传感器网络信号传输过程中数据丢失率和时滞,并建立相应的数学模型,对基于无线传感器网络的结构振动控制具有非常重要的意义。目前在结构振动控制领域中有关控制系统的数据丢失率和时滞的研究报道较少,本文通过实验对无线传感器网络的数据丢失率、时滞以及控制系统中作动器时滞等开展研究,完成的主要内容和工作如下:(1)对无线传感器网络特点、发展状况及无线传感器网络信号传输性能研究状况进行了综述,与上海牧坤科技联合开发研制了结构闭环控制的无线加速度传感器节点与无线接收、发送基站。(2)设计了测试无线传感器数据丢失率实验系统,进行了无线室外传输实验,得到了10Hz,25Hz,50Hz,100Hz采样频率下无线数据在传输过程中的丢失率数据。(3)运用最小二乘法、BP神经网络以及GA-BP算法,分别建立了数据丢失率与距离的数学模型。(4)设计了无线传感器网络时滞测试实验系统,进行了相关时滞测试实验,得到无线传感器网络数据传输时滞。(5)进行了激振器作动时滞测试,总结前课题组成员磁致伸缩作动器时滞并采用最小二乘法和BP神经网络技术,建立了磁致伸缩作动器时滞与激励频率的模型。
【关键词】：无线传感器网络 数据丢失率 时滞 最小二乘法 BP神经网络 GA-BP算法
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB535;TU317
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 无线传感器网络的简介10-14
• 1.1.1 无线传感器网络的特性11-13
• 1.1.2 无线传感器网络在土木工程中的历史与展望13-14
• 1.2 结构振动控制系统的进展14-16
• 1.2.1 传统的结构振动控制系统的发展14-15
• 1.2.2 考虑时滞和数据丢失率振动控制的研究进展15-16
• 1.3 结构振动控制系统数据丢失率与时滞的研究进展16
• 1.4 本文研究的主要内容16-18
• 第二章 无线结构振动控制系统数据丢失率实验18-28
• 2.1 概述18
• 2.2 无线传感器网络数据丢失率测试系统18-21
• 2.2.1 无线加速度传感器18-19
• 2.2.2 Mukun-Tech数 采软件19-20
• 2.2.3 测试系统平台20-21
• 2.3 结构振动控制系统数据丢失率测试21-23
• 2.4 数据丢失率测试结果23-26
• 2.5 本章小结26-28
• 第三章 数据丢失率数学模型研究28-46
• 3.1 概述28
• 3.2 基于最小二乘法数据丢失率数学模型28-32
• 3.2.1 最小二乘法原理28-29
• 3.2.2 基于最小二乘法数据丢失率数学模型29-31
• 3.2.3 拟合优度检验31-32
• 3.3 基于BP神经网络数据丢失率数学模型32-37
• 3.3.1 BP神 经网络原理32
• 3.3.2 BP神 经网络的特点32-33
• 3.3.3 基于BP神经网络数据丢失率数学模型33-37
• 3.4 GA-BP数 据丢失率数学模型37-45
• 3.4.1 GA算法原理37-38
• 3.4.2 遗传算法的步骤38
• 3.4.3 GA-BP算 法设计38-40
• 3.4.4 基于GA-BP算 法的数据丢失模型40-41
• 3.4.5 预测性能比较41-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 无线结构振动控制系统时滞测试与建模46-64
• 4.1 概述46-47
• 4.2 激振器时滞测试47-51
• 4.3 无线传感系统时滞测试51-54
• 4.3.1 无线传感系统时滞测试试验51-53
• 4.3.2 无线传感系统时滞测试结果53-54
• 4.4 作动器 （ 磁致伸缩作动器 ） 时滞54-61
• 4.4.1 磁致伸缩现象和机理54-57
• 4.4.2 作动器时滞测试57-59
• 4.4.3 基于最小二乘磁致伸缩作动器时滞数学模型59-60
• 4.4.4 基于BP神经网络磁致伸缩作动器数学模型60-61
• 4.5 无线网络结构振动控制系统的整体时滞61
• 4.6 本章小结61-64
• 第五章 总结与展望64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 附录A 攻读硕士学位期间参加的研究项目和发表的论文71

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本文编号：341292