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基于无线传感的土木工程状态监测研究,80页大型土木工程的健康监测对于评估结构的可靠性和安全性，预判由于长期积累或者突发灾害导致的结构损伤带来的事故隐患有着重要的意义，正日益成为土木工程领域的研究热点。工程结构的状态识别是健康监测系统的重要组成部分。随着研究和工程应用的深入，无线传感器成为拓展健康监测系统应用范围的一个重要研究方向。论文首先通过土木工程健康...
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内容介绍
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80页
大型土木工程的健康监测对于评估结构的可靠性和安全性，预判由于长期
积累或者突发灾害导致的结构损伤带来的事故隐患有着重要的意义，正日益成
为土木工程领域的研究热点。工程结构的状态识别是健康监测系统的重要组成
部分。随着研究和工程应用的深入，无线传感器成为拓展健康监测系统应用范
围的一个重要研究方向。
论文首先通过土木工程健康监测的实际需求，提出一个适用于足尺结构脉
动测试的无线传感器的概念设计，确定了相应的设计指标、元器件性能和数据
传输方式。并对开发的无线传感器进行了性能测试，比较了无线系统和有线系
统的性能表现。
无线传感器应用到结构健康监测的数据采集系统中最重要的是解决传感器
在数据采集过程的同步问题。文章从时延误差的产生入手，分析了适合环境振
动试验(脉动测试)数据处理的各种时域和频域算法的优劣，并用MATLAB实
现了频域内的峰值拾取法(PP)和时域内的特征系统实现算法(ERA)及其相
关的随机减量技术和NExT技术。通过数值模型和测试实例考察了不同算法识别
的结构动力参数的精度以及对包含时延的测试数据的处理情况，分析了时延对
测试可能带来的影响。
最后，对进一步工作的方向进行了简要的讨论。
关键词:无线传感，参数识别，脉动测试，采集同步
第1章绪论....................................
1结构健康监测概述...........................
2动力参数识别理论研究进展...................
1.2.1参数识别技术的历史和分类..................
1.2.2脉动测试(环境振动试验)研究进展...........
3无线传感器的国内外研究现状.................
4本文的主要工作和成果.......................
第2章基于无线传输的加速度传感器的开发....
2.1概述.......................................
2.2系统的设计需求.............................
2.3网络的性能分析.............................
2.4无线传感器开发.............................
2.4.1元件选型................................
2.4.2硬件指标................................
2.5无线传感器性能测试.........................
2.6传感器局限性讨论...........................
2.7本章小结...................................
第3章脉动测试分析方法研究..................
3.1脉动测试分析方法...........................
3.1.1随机信号描述............................
3.1.2FFT带来了什么?.........................
3.1.3结构传递函数和频响函数....................
3.1.4环境激励下频响函数的估计..................
目录
3.2从脉动测试信号识别结构动力参数的频域方法...
3.2.1峰值拾取法(PP).........................
3.2.2增强频域分解法(EFDD)...................
3.3从脉动测试信号识别结构动力参数的时域方法...
3.3.1随机减量技术............................
3.3.2NExT技术...............................
3.3.3rrD法..................................
3.3.4ERA法..................................
3.4脉动信号识别方法比较.......................
3.5本章小结...................................
附:EFDD随机减量ITDNExTERA的MATLAB实现...
第4章无线测试信号同步性研究...............
4.1同步性要求的提出...........................
4.2同步性对于结构振动特性影响的理论研究.......
4.2.1信号处理中关于时延的定义..................
4.2.2频域法处理包含时延的数据..................
4.2.3时域法处理包含时延的数据..................
4.3脉动测试方法的数值实验.....................
4.2.1白噪声的生成............................
4.2.2算例及理论振型...........................
4.2.3PP法识别的算例振型.......................
4.2.4ERA法识别的算例振型.....................
4.4同步性对于识别结果影响的数值实验...........
4.5本章小结...................................
第5章系统识别的工程实例....................
5.1工程概况和测试条件.........................
5.2数据分析和识别结果.........................
目录
5.2.1振型分析................................
5.2.2时延影响................................
5.3关于同步的讨论.............................
第6章总结与展望.............................
6.1总结.......................................
6.2进一步工作的方向...........................
致谢..............................................
参考文献........................................
个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果
大型土木工程的健康监测对于评估结构的可靠性和安全性，预判由于长期
积累或者突发灾害导致的结构损伤带来的事故隐患有着重要的意义，正日益成
为土木工程领域的研究热点。工程结构的状态识别是健康监测系统的重要组成
部分。随着研究和工程应用的深入，无线传感器成为拓展健康监测系统应用范
围的一个重要研究方向。
论文首先通过土木工程健康监测的实际需求，提出一个适用于足尺结构脉
动测试的无线传感器的概念设计，确定了相应的设计指标、元器件性能和数据
传输方式。并对开发的无线传感器进行了性能测试，比较了无线系统和有线系
统的性能表现。
无线传感器应用到结构健康监测的数据采集系统中最重要的是解决传感器
在数据采集过程的同步问题。文章从时延误差的产生入手，分析了适合环境振
动试验(脉动测试)数据处理的各种时域和频域算法的优劣，并用MATLAB实
现了频域内的峰值拾取法(PP)和时域内的特征系统实现算法(ERA)及其相
关的随机减量技术和NExT技术。通过数值模型和测试实例考察了不同算法识别
的结构动力参数的精度以及对包含时延的测试数据的处理情况，分析了时延对
测试可能带来的影响。
最后，对进一步工作的方向进行了简要的讨论。
关键词:无线传感，参数识别，脉动测试，采集同步
第1章绪论....................................
1结构健康监测概述...........................
2动力参数识别理论研究进展...................
1.2.1参数识别技术的历史和分类..................
1.2.2脉动测试(环境振动试验)研究进展...........
3无线传感器的国内外研究现状.................
4本文的主要工作和成果.......................
第2章基于无线传输的加速度传感器的开发....
2.1概述.......................................
2.2系统的设计需求.............................
2.3网络的性能分析.............................
2.4无线传感器开发.............................
2.4.1元件选型................................
2.4.2硬件指标................................
2.5无线传感器性能测试.........................
2.6传感器局限性讨论...........................
2.7本章小结...................................
第3章脉动测试分析方法研究..................
3.1脉动测试分析方法...........................
3.1.1随机信号描述............................
3.1.2FFT带来了什么?.........................
3.1.3结构传递函数和频响函数....................
3.1.4环境激励下频响函数的估计..................
目录
3.2从脉动测试信号识别结构动力参数的频域方法...
3.2.1峰值拾取法(PP).........................
3.2.2增强频域分解法(EFDD)...................
3.3从脉动测试信号识别结构动力参数的时域方法...
3.3.1随机减量技术............................
3.3.2NExT技术...............................
3.3.3rrD法..................................
3.3.4ERA法..................................
3.4脉动信号识别方法比较.......................
3.5本章小结...................................
附:EFDD随机减量ITDNExTERA的MATLAB实现...
第4章无线测试信号同步性研究...............
4.1同步性要求的提出...........................
4.2同步性对于结构振动特性影响的理论研究.......
4.2.1信号处理中关于时延的定义..................
4.2.2频域法处理包含时延的数据..................
4.2.3时域法处理包含时延的数据..................
4.3脉动测试方法的数值实验.....................
4.2.1白噪声的生成............................
4.2.2算例及理论振型...........................
4.2.3PP法识别的算例振型.......................
4.2.4ERA法识别的算例振型.....................
4.4同步性对于识别结果影响的数值实验...........
4.5本章小结...................................
第5章系统识别的工程实例....................
5.1工程概况和测试条件.........................
5.2数据分析和识别结果.........................
目录
5.2.1振型分析................................
5.2.2时延影响................................
5.3关于同步的讨论.............................
第6章总结与展望.............................
6.1总结.......................................
6.2进一步工作的方向...........................
致谢..............................................
参考文献........................................
个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果
