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健康监测系统中光纤传感器网络优化布置研究
  • ISSN号:1005-0086
  • 期刊名称:《光电子.激光》
  • 时间:0
  • 分类:O23[理学—运筹学与控制论;理学—数学] O43[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]信阳师范学院物理与电子工程学院,河南信阳464000, [2]南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,江苏南京210016, [3]中国人民解放军空军第一航空学院军事技术教研室,河南信阳464000
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金(51275239)、国家自然科学基金国际交流(5116u20326)、江苏省科技支撑计划项目(BE2011181)、航空科学基金(20125652055、2011ZA52013)、博士学科点专项科研基金(20123218110003)、江苏高校优势学科建设工程资助项目、河南省科技攻关计划(142102210482)、河南省教育厅科学技术研究(13A510770)~11信阳师范学院青年骨干教师资助计划资助项目
中文摘要:

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。

英文摘要:

If sensors are arranged unreasonable in the monitoring system, the data validity collected by sensors will be affected, and the accuracy of the damage identification will be reduced. Based on the above consideration,an airplane structural health monitoring system based on the fiber Bragg grating (FBG) sensor network is taken as research object, the gradual accumulation method and support vector regression algorithm are used to optimize the arrangement and numbers of the fiber Bragg grating sensors in this paper. Firstly,the finite element model of the airplane structure is built by using Ansys mechanics simulation software, and certain loads are applied on different positions of the airplane structure. Secondly,the arrangement of the fiber Bragg grating sensors is optimized with the simulation data. Finally, the experimental system is built to verify the simulation results. The results indicate that the experiment is consistent with the simulation,corresponding to the initial arrangement mode of the fiber Bragg grating sensor network. The optimized fiber Bragg grating sensor network can adopt relatively few fiber Bragg grating sensors in the same monitoring system with predicting accuracy. Simultanely, with the same number of fiber Bragg grating sensors, the optimized fiber Bragg grating sensor network can obtain the higher monitoring accuracy.

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期刊信息
  • 《光电子.激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:天津市教育委员会
  • 主办单位:天津理工大学 中国光学学会
  • 主编:巴恩旭
  • 地址:天津市西青区宾水西道391号
  • 邮编:300384
  • 邮箱:baenxu@263.net baenxu@aliyun.com
  • 电话:022-60214470
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-0086
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1182/O4
  • 邮发代号:6-123
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:16551