面向結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的壓縮采樣隨機(jī)解調(diào)系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-19 20:26
結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)是確定結(jié)構(gòu)完整性的革命性創(chuàng)新技術(shù),通過布置在結(jié)構(gòu)上傳感器網(wǎng)絡(luò)激勵(lì)和接收診斷信號(hào),實(shí)時(shí)、在線地對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測(cè),以便及時(shí)的發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損傷,并進(jìn)行評(píng)估和定位。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)對(duì)于結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計(jì)、以及提高結(jié)構(gòu)使用的安全性和降低維護(hù)成本具有重要意義。在飛行器、橋梁、建筑等工業(yè)裝備和基礎(chǔ)設(shè)施上具有廣泛的應(yīng)用前景。對(duì)于諸如飛機(jī)機(jī)翼和機(jī)身等大型結(jié)構(gòu)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)或損傷診斷,需要布置大型傳感器網(wǎng)絡(luò),導(dǎo)致了激勵(lì)和接收信號(hào)數(shù)據(jù)量非常龐大,尤其是對(duì)于超聲導(dǎo)波主動(dòng)監(jiān)測(cè),傳感器激勵(lì)和接收的導(dǎo)波信號(hào)的頻率很高。根據(jù)傳統(tǒng)的奈斯奎特采樣定理,采樣率要大于接收信號(hào)最高頻率的2倍,高采樣率和大數(shù)據(jù)量對(duì)信號(hào)的采集、傳輸和存儲(chǔ)以及處理設(shè)備提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn),尤其是對(duì)于采集的信號(hào)需實(shí)時(shí)傳輸?shù)交具M(jìn)行處理的場(chǎng)合。因此,如何對(duì)基于大型傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感信號(hào)進(jìn)行壓縮采樣以提高監(jiān)測(cè)效率和降低成本,是當(dāng)前結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的研究熱點(diǎn)。本文采取近年來出現(xiàn)的壓縮感知理論來解決結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)信號(hào)的壓縮采樣問題,選擇隨機(jī)解調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)壓縮感知,設(shè)計(jì)了相應(yīng)軟硬件系統(tǒng),同時(shí)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的壓縮和采樣,降低采樣率和數(shù)據(jù)量。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)研究了結(jié)構(gòu)...
【文章來源】:廈門大學(xué)福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1壓電效應(yīng)??
是根據(jù)壓電效應(yīng)制成的。對(duì)于某些晶體,當(dāng)沿著一個(gè)它發(fā)生機(jī)械變形時(shí),其內(nèi)部將產(chǎn)生極化現(xiàn)象,并在它相反的等量電荷;當(dāng)外部壓力消失后,電荷也隨之消[42],如圖2.1所示。??F??極化表面?/????^?^??f!??圖2.1壓電效應(yīng)??介質(zhì)的極化方向施加電場(chǎng)作用時(shí),這些電介質(zhì)晶體產(chǎn)生機(jī)械形變或機(jī)械壓力;外加電場(chǎng)消失時(shí),這些變象稱為逆壓電效應(yīng)。壓電傳感器有壓電效應(yīng)和逆壓電
根據(jù)板中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的相位關(guān)系,可以把Lamb波的模式分為對(duì)稱模式和反對(duì)??稱模式,對(duì)稱模式有而,&等,反對(duì)稱模式有也,…,扃等[67]。如??圖2.3所本。??(a)對(duì)稱模式??(b)反?式??圖2.3?Lamb波的對(duì)稱和反對(duì)稱模式??Lamb波的另一大特點(diǎn)就是頻散特性。頻散特性表現(xiàn)為Lamb波傳播的群速??度和相速度由頻率和板的厚度決定[66],圖2.4為厚度1_鋁板中的理論頻散圖。??10??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Lamb波結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的壓縮感知方法研究[J]. 王強(qiáng),宋春曉. 儀表技術(shù)與傳感器. 2016(10)
[2]結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)科學(xué)與工程[J]. 李惠,鮑躍全,李順龍,張東昱. 工程力學(xué). 2015(08)
[3]面向結(jié)構(gòu)損傷信號(hào)的多傳感器感知融合方法[J]. 季賽,潘錦基,孫亞杰. 數(shù)據(jù)采集與處理. 2015(04)
[4]模擬-信息轉(zhuǎn)換器研究進(jìn)展[J]. 張弓,文方青,陶宇,劉蘇,賁德. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2015(02)
[5]面向無線傳感結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的壓縮感知方法研究[J]. 季賽,黃麗萍,孫亞杰. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(12)
[6]結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)及其在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 卿新林,王奕首,趙琳. 實(shí)驗(yàn)力學(xué). 2012(05)
[7]鋁板中Lamb波檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 陳軍,李志浩,林莉,侯云霞,馬清杰. 應(yīng)用聲學(xué). 2011(02)
[8]壓縮感知理論及其研究進(jìn)展[J]. 石光明,劉丹華,高大化,劉哲,林杰,王良君. 電子學(xué)報(bào). 2009(05)
博士論文
[1]面向結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的Lamb波力學(xué)建模研究[D]. 張逍越.南京航空航天大學(xué) 2012
[2]面向結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的多主體協(xié)作融合方法研究[D]. 梁棟.南京航空航天大學(xué) 2012
[3]稀疏模擬信號(hào)壓縮采樣與重構(gòu)算法研究[D]. 趙貽玖.電子科技大學(xué) 2012
[4]航空材料結(jié)構(gòu)低速?zèng)_擊健康監(jiān)測(cè)研究[D]. 蘇永振.南京航空航天大學(xué) 2010
[5]超高速撞擊板波特性與聲發(fā)射空間碎片在軌感知技術(shù)[D]. 唐頎.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]基于隨機(jī)解調(diào)的模擬信息轉(zhuǎn)換技術(shù)研究[D]. 宋平凡.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]m序列相關(guān)辨識(shí)的研究及其在激電法中的應(yīng)用與去噪分析[D]. 劉景賢.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2010
本文編號(hào):3402279
【文章來源】:廈門大學(xué)福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1壓電效應(yīng)??
是根據(jù)壓電效應(yīng)制成的。對(duì)于某些晶體,當(dāng)沿著一個(gè)它發(fā)生機(jī)械變形時(shí),其內(nèi)部將產(chǎn)生極化現(xiàn)象,并在它相反的等量電荷;當(dāng)外部壓力消失后,電荷也隨之消[42],如圖2.1所示。??F??極化表面?/????^?^??f!??圖2.1壓電效應(yīng)??介質(zhì)的極化方向施加電場(chǎng)作用時(shí),這些電介質(zhì)晶體產(chǎn)生機(jī)械形變或機(jī)械壓力;外加電場(chǎng)消失時(shí),這些變象稱為逆壓電效應(yīng)。壓電傳感器有壓電效應(yīng)和逆壓電
根據(jù)板中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的相位關(guān)系,可以把Lamb波的模式分為對(duì)稱模式和反對(duì)??稱模式,對(duì)稱模式有而,&等,反對(duì)稱模式有也,…,扃等[67]。如??圖2.3所本。??(a)對(duì)稱模式??(b)反?式??圖2.3?Lamb波的對(duì)稱和反對(duì)稱模式??Lamb波的另一大特點(diǎn)就是頻散特性。頻散特性表現(xiàn)為Lamb波傳播的群速??度和相速度由頻率和板的厚度決定[66],圖2.4為厚度1_鋁板中的理論頻散圖。??10??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Lamb波結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的壓縮感知方法研究[J]. 王強(qiáng),宋春曉. 儀表技術(shù)與傳感器. 2016(10)
[2]結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)科學(xué)與工程[J]. 李惠,鮑躍全,李順龍,張東昱. 工程力學(xué). 2015(08)
[3]面向結(jié)構(gòu)損傷信號(hào)的多傳感器感知融合方法[J]. 季賽,潘錦基,孫亞杰. 數(shù)據(jù)采集與處理. 2015(04)
[4]模擬-信息轉(zhuǎn)換器研究進(jìn)展[J]. 張弓,文方青,陶宇,劉蘇,賁德. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2015(02)
[5]面向無線傳感結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的壓縮感知方法研究[J]. 季賽,黃麗萍,孫亞杰. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(12)
[6]結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)及其在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 卿新林,王奕首,趙琳. 實(shí)驗(yàn)力學(xué). 2012(05)
[7]鋁板中Lamb波檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 陳軍,李志浩,林莉,侯云霞,馬清杰. 應(yīng)用聲學(xué). 2011(02)
[8]壓縮感知理論及其研究進(jìn)展[J]. 石光明,劉丹華,高大化,劉哲,林杰,王良君. 電子學(xué)報(bào). 2009(05)
博士論文
[1]面向結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的Lamb波力學(xué)建模研究[D]. 張逍越.南京航空航天大學(xué) 2012
[2]面向結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的多主體協(xié)作融合方法研究[D]. 梁棟.南京航空航天大學(xué) 2012
[3]稀疏模擬信號(hào)壓縮采樣與重構(gòu)算法研究[D]. 趙貽玖.電子科技大學(xué) 2012
[4]航空材料結(jié)構(gòu)低速?zèng)_擊健康監(jiān)測(cè)研究[D]. 蘇永振.南京航空航天大學(xué) 2010
[5]超高速撞擊板波特性與聲發(fā)射空間碎片在軌感知技術(shù)[D]. 唐頎.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]基于隨機(jī)解調(diào)的模擬信息轉(zhuǎn)換技術(shù)研究[D]. 宋平凡.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]m序列相關(guān)辨識(shí)的研究及其在激電法中的應(yīng)用與去噪分析[D]. 劉景賢.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2010
本文編號(hào):3402279
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