光纤传感网络的优化配置与自修复研究.pdf

光纤传感网络的优化配置与自修复研究.pdf

  1. 1、本文档共88页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多

摘要

光纤布拉格光栅(FiberBraggGrating,FBG)传感器利用光栅技术,通过监测

结构变化引起的光纤光栅波长偏移,实现对温度、应变等参数的高精度测量,因而

被广泛应用于大型结构健康监测中。但在实际工程应用中,传感器的数量会受到解

调系统和光源波长带宽的影响,并且结构的特殊性也会对其数量产生限制。因此,

为了准确监测所有目标信息,需要合理部署传感器节点。同时,光纤传感网络通常

埋置于结构中,一旦发生故障很难进行更换,从而影响结构健康监测系统的性能。

为了解决上述问题,开展光纤传感网络的优化配置方法和自修复研究对于提高结

构健康监测系统监测效率、可靠性和经济性具有重要意义。

本文研究内容围绕FBG传感器优化配置方法以及光纤传感网络的自修复研究

依次展开,主要工作包括以下几方面:

首先,介绍本文研究背景和意义,同时着重阐述FBG传感器的优化配置以及

光纤传感网络自修复的国内外研究现状。

其次,研究光纤传感网络的基本理论,包括光纤传感网络的复用技术以及解调

技术。另外对FBG传感器应变模型进行探究,通过对FBG传感器进行有限元分

析,构建传感器的感知模型。

再次,通过光纤传感器敏感区域探测实验验证模型的准确性,并针对FBG传

感器的优化配置,提出基于最优覆盖率的传感器优化配置模型及配置准则。在这基

础上,采用改进的粒子群算法对传感器进行优化配置。仿真实验结果表明:在传感

器节点数为25时,与粒子群优化算法(ParticleSwarmOptimization,PSO)、均匀粒

子群优化算法(UniformParticleSwarmOptimization,UPSO)、改进人工蜂群算法

(ImproveArtificialBeeColony,IABC)三种智能优化算法相比,改进后的粒子群算

法对目标区域的覆盖提升率分别提高了5.54%、3.81%、4.73%。

接着,提出一种基于光开关和图论的光纤传感网络自修复方法。研究并建立基

于椭圆拓扑结构模型的光纤传感网络,详细描述网络的拓扑结构及构建过程。分析

在不少于两个链路故障时网络的修复过程,并结合图论的邻接矩阵以及最短路径

算法,对含光开关的光纤传感网络链路的连通情况进行表述,得到光纤传感网络出

现链路故障时光开关的切换策略,实现对失效FBG传感器信号的自修复。

最后,在FBG传感器优化布置的基础上,利用椭圆形网络拓扑结构建立自修

复模型,并结合LabVIEW软件进行自修复实验,验证光纤传感网络自修复的可行

性。

关键词:光纤布拉格光栅,优化配置,自修复,拓扑结构

Abstract

TheFiberBraggGrating(FBG)sensor,utilizinggratingtechnology,achieveshigh-

precisionmeasurementsofparameterssuchastemperatureandstrainbymonitoringthe

wavelengthshiftcausedbystructuralchangesinthefibergrating.Consequently,itfinds

widespreadapplicationinthemonitoringoflarge-scalestructuralhealth.However,in

practicalengineeringapplications,thequantityofsensorsisinfluencedbythe

demodulationsystemandthewavelengthbandwidthofthelightsource.Additionally,the

uniquecharacteristicsofstructuresimposelimitationsonthenumberofsensors.

Therefore,fortheaccuratemonitoringofalltargetinformation,therationa

文档评论(0)

论文资源 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档