潛艇因其工作特點(diǎn),長(zhǎng)期受到各種載荷作用,艇體難免會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)損傷,從而導(dǎo)致嚴(yán)重的事故發(fā)生,因此我們有必要對(duì)潛艇進(jìn)行結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)。隨著光纖光柵傳感技術(shù)的發(fā)展,光纖光柵傳感器以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)被逐漸運(yùn)用到船舶結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,針對(duì)光纖光柵傳感的船舶結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)相關(guān)技術(shù)也陸續(xù)得到發(fā)展。光纖光柵傳感器布置優(yōu)化作為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的重要環(huán)節(jié),將直接影響到監(jiān)測(cè)的效果。但目前階段的有關(guān)研究多是針對(duì)水面船舶上的一維或二維結(jié)構(gòu),對(duì)于潛艇這種圓柱殼體三維結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究還亟待開展,因此本文提出針對(duì)圓柱殼體的光纖光柵傳感器布置優(yōu)化進(jìn)行研究。本文采用“關(guān)鍵位置保證精度、整體保證覆蓋”這一優(yōu)化布置準(zhǔn)則,給出了適用于靜力作用下圓柱殼體三維結(jié)構(gòu)光纖光柵傳感器布置優(yōu)化問題的目標(biāo)函數(shù)和約束條件。此外,針對(duì)多約束優(yōu)化問題,本文先后利用帶有罰函數(shù)的常規(guī)遺傳算法和單親遺傳算法對(duì)光纖光柵傳感器的使用數(shù)量和布放位置進(jìn)行優(yōu)化,并利用MATLAB程序?qū)崿F(xiàn)了本文提出的優(yōu)化算法。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)需要,本文提出了一種同步多通道測(cè)量的監(jiān)測(cè)方案,實(shí)現(xiàn)了光纖光柵傳感系統(tǒng)對(duì)圓柱殼體結(jié)構(gòu)上的光纖光柵傳感器進(jìn)行同步多通道測(cè)量的功能。在實(shí)現(xiàn)本文算法程序的... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 光纖傳感的船舶結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)概況
        1.2.1 光纖傳感的船舶結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成
        1.2.2 光纖傳感的船舶結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀
    1.3 傳感器優(yōu)化概述
        1.3.1 傳感器優(yōu)化布置準(zhǔn)則
        1.3.2 傳感器優(yōu)化布置方法
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 光纖光柵傳感原理及潛艇測(cè)點(diǎn)優(yōu)化布置理論
    2.1 光纖光柵傳感原理
        2.1.1 光纖光柵的信號(hào)傳輸原理
        2.1.2 光纖光柵的耦合方程
        2.1.3 光纖光柵應(yīng)變傳感原理
        2.1.4 光纖光柵位移傳感原理
    2.2 潛艇結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及力學(xué)特性
        2.2.1 潛艇艇體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        2.2.2 潛艇受力分析
    2.3 遺傳算法
    2.4 本章小結(jié)
3 優(yōu)化布置數(shù)學(xué)模型及同步多通道監(jiān)測(cè)布置方案
    3.1 優(yōu)化布置數(shù)學(xué)模型
        3.1.1 選取優(yōu)化準(zhǔn)則
        3.1.2 建立目標(biāo)函數(shù)及約束條件
        3.1.3 構(gòu)造罰函數(shù)
        3.1.4 改進(jìn)優(yōu)化算法
        3.1.5 優(yōu)化的步驟
    3.2 同步多通道監(jiān)測(cè)布置方案
    3.3 本章小結(jié)
4 算例數(shù)值對(duì)比分析
    4.1 算例模型概況
    4.2 測(cè)點(diǎn)布置優(yōu)化
    4.3 對(duì)比驗(yàn)證
    4.4 本章小結(jié)
5 GUI實(shí)現(xiàn)光纖光柵傳感器優(yōu)化布置的工程實(shí)例
    5.1 模型背景
    5.2 計(jì)算模型
    5.3 GUI實(shí)現(xiàn)光纖光柵傳感器的布置優(yōu)化
        5.3.1 前期準(zhǔn)備
        5.3.2 GUI操作過程
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[4]大深度潛水器結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)研究[D]. 劉濤.中國(guó)船舶科學(xué)研究中心 2001

碩士論文
[1]潛水器耐壓殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析與研究[D]. 靖海宏.武漢理工大學(xué) 2011
[2]基于光纖光柵的船舶結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D]. 梁文彬.天津大學(xué) 2012
[3]結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的傳感器優(yōu)化配置研究[D]. 田莉.浙江理工大學(xué) 2012
[4]光纖光柵位移傳感器及其在邊坡防護(hù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 張立佳.武漢理工大學(xué) 2012
[5]基于光纖光柵傳感技術(shù)的船舶結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)方法[D]. 張濤.中國(guó)艦船研究院 2014
[6]基于粒子群算法的斜拉橋傳感器優(yōu)化布置研究[D]. 沈顯龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[7]基于遺傳算法的公路縱斷面優(yōu)化研究[D]. 楊獻(xiàn)波.東南大學(xué) 2006
[8]基于FBG技術(shù)的散貨船結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)傳感器布置研究[D]. 張嵐.武漢理工大學(xué) 2008
[9]船體強(qiáng)度狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D]. 侯超.武漢理工大學(xué) 2008
[10]橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器優(yōu)化布置研究[D]. 高榮.華中科技大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3707765