国家自然科学基金(51275239)
- 作品数：24 被引量：187H指数：5
- 相关作者：梁大开曾捷张晓丽张先辉周雅斌更多>>
- 相关机构：南京航空航天大学信阳师范学院北京长城计量测试技术研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国航空科学基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术电子电信理学一般工业技术更多>>
- 基于PSOGA的LS-SVM模型在时间序列预测中的应用被引量：2
- 2014年
- 使用PSO与GA结合的混合算法PSOGA对最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型的参数进行了优化,搜索到更优的参数,提高了模型的时间序列预测精度.在Mackey-Glass、Lorenz时间序列上的实验结果表明:本文模型预测精度较高.
- 王斌斌姚远张晓丽
- 关键词：PSO算法GA算法时间序列预测
- 基于关联维数的光纤布拉格光栅的冲击定位被引量：6
- 2016年
- 针对板结构低速冲击定位需求,通过构建分布式光纤布拉格光栅(FBG)传感网络,并以光纤光栅传感器感知的冲击响应信号时间序列的关联维数作为冲击特征量,研究了关联维数与冲击点和传感器之间距离的分布规律。基于此分布规律,对冲击载荷位置进行了区域辨识,采用三圆取交的冲击定位算法实现了对冲击载荷位置的坐标定位。对机翼盒段结构划分区域,根据算法特点优化传感器排布,搭建冲击载荷监测实验系统,并进行低速冲击载荷实验。实验结果表明,在30cm×30cm的机翼盒段板结构上随机选取10个测试点进行低速冲击定位识别,实现了所有冲击实验点区域辨识,其正确率高达100%,坐标定位的平均误差为3.5cm。该方法利用了6个光纤布拉格光栅传感器能够有效地实现对冲击载荷位置辨识,对实现分形维数与冲击监测技术相结合具有一定意义。
- 熊稚莉梁大开李彤韡史璐贾鸿宇
- 关键词：光纤布拉格光栅关联维数板结构
- 动静态载荷下光纤光栅传感器敏感特性研究被引量：5
- 2015年
- 针对航空航天领域板结构动静态载荷监测需求,研究了基于铝合金板结构的光纤光栅(Fiber Bragg grating,FBG)传感器感知特性。从静载监测角度,得到光纤光栅传感器中心波长偏移量与加载距离、载荷大小和加载角度的对应关系。从动载监测角度,分别得到在不同加载距离和不同加载夹角的载荷作用下,光栅中心波长最大峰值幅度和基于小波包分解的能量谱特征随冲击载荷属性变化的响应特性。研究表明在动静态载荷作用下,光纤光栅传感器中心波长偏移量随加载载荷的增大而呈现良好的单调递增关系。此外,光纤光栅传感器还具有较好的载荷-方向敏感特性,传感器响应灵敏度随着加载夹角增大而逐渐提高。这些特性能够为进一步开展基于光纤光栅传感器的板结构动静态载荷辨识与损伤监测提供有益帮助。
- 曾捷王文娟王博王鑫伟张先辉宋昊
- 关键词：光纤光栅传感器敏感特性板结构
- 加筋复合材料板分布式光纤冲击判位被引量：1
- 2015年
- 针对加筋复合材料板结构冲击损伤监测需求,提出一种基于分布式光纤光栅传感网络的冲击载荷快速判位方法。通过优化分布式光纤冲击监测网络布局,采用小波包分解方法得到冲击响应信号特征,构建了基于特定阶数能量谱幅值比的样本响应矩阵。借助BP神经网络实现对加筋类航空板结构的快速冲击判位。
- 宋昊曾捷王文娟薛景锋曹亮梁大开
- 关键词：光纤光栅传感器小波包分解神经网络
- 健康监测系统中光纤传感器网络优化布置研究被引量：4
- 2014年
- 针对健康监测系统中不合理的传感器布置将影响传感器数据采集的有效性,降低监测系统的精度,以基于光纤Bragg光栅(FBG)传感器网络的结构健康监测系统为研究对象,采用逐步积累法,对系统中传感器网络的优化排布方法进行了研究。首先采用Ansys力学仿真软件建立了试验件的有限元模型并进行了加载试验,然后采用仿真获得的数据对传感器排布位置进行了优化,最后按照仿真研究获得的传感器优化位置在试验件上进行了试验研究。结果表明,试验同仿真结果具有很好的一致性,相对于原始传感器网络的排布方案,在相同的系统监测精度下,优化后的传感器排布方案可以采用更少的传感器;如果采用相同数量的传感器,优化后的传感器排布方案可以获得更高的监测精度。
- 张晓丽梁大开崔东辉李彩玲范春凤
- 关键词：传感器网络
- 一种非线性梁系统动载荷识别算法被引量：1
- 2018年
- 载荷识别是结构健康监测的重要组成部分,而非线性梁系统在工程应用中扮演重要角色,为了在结构健康监测的同时方便利用最优化算法对非线性梁系统进行有效控制,提出了基于容积卡尔曼滤波器(Cubature Kalman filter,简记为CKF)的载荷识别算法。此算法在卡尔曼滤波器的体系下,通过CKF产生的增益矩阵、新息序列、一步估计值和协方差矩阵,利用最小二乘算法在线估计载荷的大小和位置,附录给出了算法的详细推导过程。为了验证算法的有效性,采用受高斯白噪声影响的大变形梁系统作为仿真对象,根据系统响应依次识别不同噪声影响下的正弦、方波和锯齿波载荷。实验方面,采用受非线性弹簧约束的Bernoulli-Euler梁作为对象,利用光纤光栅传感器测得的应变值识别载荷。结果表明提出的动载荷识别算法能够很好地抑制噪声,并且具有良好的稳定性。
- 宋雪刚白瑜芳程竹明顾欣卢李梁大开
- 关键词：载荷识别最小二乘算法
- Fiber Bragg Grating Sensor Network Optimization被引量：2
- 2015年
- 这研究介绍纤维布拉格栅栏 FBG 网络和负担鉴定的优化。关于 FBG 网络和静态的负担鉴定的最佳的放置和可靠性的当前的研究通常被分析。然后，传感器的最佳的放置和 FBG 网络的可靠性被学习。通过结构的反应特征的分析，在监视的结构的静态的反应参数的传感器放置的一般规则被建议。概率计算被介绍，并且几简单拓扑学的 FBG 传感器网络可靠性的数字分析被给。
- Guina WANGJie ZENGHao MUDakai LIANG
- 关键词：光纤光栅传感网络优化网络可靠性光纤布拉格光栅拓扑结构载荷识别
- 基于监测波峰绝对积分的双折射光子晶体光纤环镜轴向应变传感器研究被引量：2
- 2013年
- 理论推导了双折射光纤环镜波长变化与轴向应变的公式,研究表明:双折射光子晶体光纤环镜轴向应变灵敏度比传统双折射光纤环镜大为减小。通过监测双折射光子晶体光纤环镜波长的变化,来实现轴向应变的测量就变得较为困难;且输出干涉光谱局部呈凹凸不平,波长监测容易导致数据测量误差。实验监测双折射光子晶体光纤环镜应变光谱,对应变光谱分析发现:随着应变增加,监测波峰下的绝对积分呈现减小的趋势。进一步精确计算分析发现:监测波峰下的绝对积分与应变成线性关系。基于此,提出了通过监测波峰下的绝对积分的变化,来实现轴向应变的测量。波峰下的绝对积分是表征各波长光强的综合性能指标,通过监测波峰下的绝对积分的变化,来实现轴向应变的测量,不仅可以克服双折射光子晶体光纤环镜监测波长变化的困难,而且还可以克服波长监测局部寻优导致的测量误差。
- 江莺曾捷梁大开汪学良倪晓宇章晓燕李继峰罗文勇
- 关键词：光子晶体光纤光纤环镜波长变化轴向应变绝对积分
- 基于光纤传感水热平衡法测量碳纤维圆筒结构的热扩散系数被引量：4
- 2013年
- 基于光纤布拉格光栅和傅里叶热传导方程提出了一种实现复合材料圆筒结构热扩散系数测量的水热平衡法,并进行了理论分析和实验研究。当圆筒结构内部流体温度升高,由初始低温平衡状态向高温平衡状态过渡,其内部流体热量从内向外传递,由于热阻的存在,而使内外壁呈现不同的温度特性,导致内外壁温度分布呈现差异性;依此原理,利用光纤布拉格光栅温度敏感特性,获取中心波长与温度函数关系及中心波长与时间函数关系,确定圆筒结构温度分布函数;根据傅里叶一维导热方程和边界条件即可求得结构热扩散系数。实验表明,升温测量与降温测量结果具有一致性,证明了该测量方案的可行性与可靠性。该测量系统具有传感元件简单、稳定性好、可操作性强等优点,为此类圆筒结构热扩散系数测量提供了一种新颖可行的方法。
- 周雅斌曾捷张倩昀石庆华李继峰曹海东张先辉
- 关键词：热扩散系数碳纤维复合材料光纤布拉格光栅
- 基于光纤光栅传感器和卡尔曼滤波器的载荷识别算法被引量：11
- 2018年
- 载荷识别在结构健康监测中的地位十分重要,为了在结构健康监测的同时利用最优化算法对系统进行有效控制,提出了一种基于光纤光栅(FBG)传感器和卡尔曼滤波器的载荷识别算法。该算法建立在卡尔曼滤波器的基础上,以FBG传感器测得的应变值作为观测信号,通过卡尔曼滤波器产生的增益矩阵、新息序列和协方差矩阵,利用最小二乘算法实时估计载荷的大小。此算法只需采集前一时刻的估计值和当前时刻的观测值即可估计出当前时刻的载荷,无需存储和读取大量数据。同时,基于卡尔曼滤波器在进行结构健康监测的同时能够应用最优化算法对系统进行控制。为了对识别算法进行验证,采用梁系统作为仿真和试验对象,通过FBG传感器测得的应变值识别载荷。结果表明,所提动态载荷识别算法能够很好地抑制噪声,具有良好的稳定性和实时性。
- 宋雪刚刘鹏程竹明魏真喻俊松黄继伟梁大开
- 关键词：传感器载荷识别卡尔曼滤波光纤光栅传感器
