基于多主体协作的光纤结构监测系统及胶层固化研究

发布时间：2017-08-08 15:08

  本文关键词：基于多主体协作的光纤结构监测系统及胶层固化研究

  更多相关文章： 多主体 冲击 融合 协作 依赖关系 胶层固化过程

【摘要】：在现代工程领域如航空航天器等,大型、复杂机械装备的结构、功能和使用环境日趋多样化和复杂化,结构健康监测所需的传感器数量日益增加,常规结构健康监测系统难以满足其对精度与可靠性的要求。多主体协作技术作为人工智能领域新的研究成果,主要思想是通过多个主体相互作用共同解决单一主体的能力和知识所不能处理的复杂问题。本文从理论研究和实验两方面入手,将多主体技术应用于结构健康监测领域,并以大尺寸航空铝板作为监测对象,搭建基于多主体技术的光纤智能健康监测系统,对多主体系统的可行性与可靠性进行研究与探讨,并通过实验进行验证。本文主要研究工作包括如下几个部分:1)分析介绍了多主体技术及其在结构健康监测领域中应用的国内外研究现状,并简要概括了胶层固化监测的研究背景与进展。2)阐述了主体和多主体理论的相关知识与工作原理,对多主体结构健康监测系统中的各个主体进行了功能定义。在此基础上,构建了基于多主体协作的光纤冲击监测系统的框架结构。3)针对大型结构冲击载荷定位准确辨识问题,提出了基于最大内积匹配和基于能量幅值比两种冲击定位监测方法,利用数据融合方法,通过多主体黑板协作技术有效的融合两种定位方法的优点进行冲击定位,以环氧板和航空铝板为实验对象,实验结果表明该方法能提高结构冲击载荷的定位精度和可靠性。4)针对结构边界区域冲击定位精度不高问题,通过引入依赖图,在两块子区域交界线和四块子区域交界点建立相应的传感主体协作模型,以大型航空铝板为实验对象,通过载荷冲击定位监测实验,证明了该协作模型能有效提高载荷冲击定位的精度,进而提高整个监测系统的可靠性。5)针对复合材料板/铝合金板胶接结构,胶层在固化过程中的变化,提出了利用光纤光栅传感器放置在胶层中,并设计了相应的温度补偿传感器封装形式,实验结果表明利用光纤光栅传感器可以实现对胶层固化的在线监测,并且对胶层质量评估具有重要意义。
【关键词】：多主体 冲击 融合 协作 依赖关系 胶层固化过程
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP274
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注释表12-13
• 缩略词13-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 研究背景及意义14
• 1.2 结构健康监测系统14-17
• 1.2.1 结构健康监测概念与应用14-16
• 1.2.2 结构健康所面临的问题16-17
• 1.3 多主体协作技术国内外研究现状17-18
• 1.4 复合材料/金属板胶层固化研究18
• 1.5 本文主要研究内容18-20
• 第二章 多主体技术及其在结构健康监测系统中的实现20-30
• 2.1 主体基本原理20-22
• 2.1.1 主体的基本概念和模型20
• 2.1.2 主体体系结构分类20-22
• 2.2 多主体基本原理22-26
• 2.2.1 多主体基本概念和体系结构22-24
• 2.2.2 主体间的通信简介24
• 2.2.3 多主体协作机制24-25
• 2.2.4 主体间的依赖关系25-26
• 2.3 多主体技术在光纤冲击结构健康监测系统中的实现26-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 基于数据融合的多主体光纤冲击定位研究30-52
• 3.1 两种冲击定位算法简介30-35
• 3.1.1 小波包分析原理30-32
• 3.1.2 基于能量幅值比的冲击定位算法32-34
• 3.1.3 基于最大内积匹配的冲击定位方法34-35
• 3.2 数据融合算法简介35-37
• 3.3 基于数据融合的多主体光纤冲击定位研究37-51
• 3.3.1 环氧板冲击方法融合算法37-41
• 3.3.2 铝板冲击方法融合算法41-43
• 3.3.3 基于数据融合的多主体光纤冲击定位研究43-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第四章 基于依赖图的多主体边界区域冲击研究52-66
• 4.1 多主体依赖图52-54
• 4.2 支持向量回归机定位方法54-56
• 4.3 基于依赖关系的多主体冲击定位原理56-62
• 4.3.1 基于依赖关系的多主体光纤冲击监测系统56-57
• 4.3.2 基于依赖关系的多主体协作冲击定位57-62
• 4.4 实验验证与结果分析62-65
• 4.4.1 冲击载荷位置识别系统62-63
• 4.4.2 实验结果分析63-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第五章 铝合金板/复合材料板胶层固化过程研究66-79
• 5.1 光纤光栅传感器原理66-67
• 5.2 复合材料/铝合金胶接过程分析67-69
• 5.3 实验系统构建69-74
• 5.4 实验结果与讨论74-78
• 5.5 本章小结78-79
• 第六章 总结与展望79-81
• 6.1 全文总结79-80
• 6.2 存在的问题与展望80-81
• 参考文献81-86
• 致谢86-87
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张博明;郭艳丽;;基于光纤传感网络的航空航天复合材料结构健康监测技术研究现状[J];上海大学学报(自然科学版);2014年01期

2 张阿盈;;复合材料胶接搭接接头应力分析方法研究[J];航空工程进展;2012年02期

3 李鹏飞;万方义;崔卫民;宋笔锋;;FBG传感器在飞行器结构健康监控中的可行性研究[J];机械强度;2011年04期

4 李鹏飞;吴太成;;桥梁健康监测技术研究综述[J];预应力技术;2011年01期

5 赵文清;张胜龙;牛东晓;;多Agent在变压器故障诊断中的研究[J];电力自动化设备;2011年01期

6 顾燕萍;赵文杰;吴占松;;最小二乘支持向量机的算法研究[J];清华大学学报(自然科学版);2010年07期

7 赵妍;燕同凯;赵娜;;东营黄河公路大桥光纤光栅传感网络研究[J];山东交通科技;2010年03期

8 乔海涛;邹贤武;;复合材料胶接技术的研究进展[J];宇航材料工艺;2010年02期

9 吴景龙;杨淑霞;刘承水;;基于遗传算法优化参数的支持向量机短期负荷预测方法[J];中南大学学报(自然科学版);2009年01期

10 郑卜祥;宋永伦;张东生;吴安;姜德生;;光纤Bragg光栅温度和应变传感特性的试验研究[J];仪表技术与传感器;2008年11期

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 汪琴;基于多Agent的大跨连续梁桥施工控制系统及其关键技术研究[D];武汉大学;2013年

2 张晓丽;光纤结构健康监测系统及其传感器网络可靠性研究[D];南京航空航天大学;2012年

3 赵霞;多主体协作结构健康监测系统的关键技术研究[D];南京航空航天大学;2008年

4 许雪琦;分布式智能化状态监测与故障诊断系统的设计与研究[D];天津大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 隆莹;基于信息融合的多Agent故障诊断系统及在航天器上的应用[D];西北工业大学;2005年

，

本文编号：640593