一种具有状态监测功能的机敏材料系统与结构研究

本文介绍一种光纤机敏材料系统与结构.在材料与结构中埋入光纤传感阵列,通过对传感信号的神经网络处理,实现状态监测.基于光纤微弯传感原理,提出了一种适宜于此系统的光纤传感阵列结构,以及直接利用传感阵列光纤出射光的光强分布特性的神经网络信号处理方法.重点研究并给出了系统的结构及其功能,以及应用于混凝土构件的实验结果,验明了所提方法的可行性与有效性.     

滑坡监测的一种新方法——TDR技术探析

简要介绍了TDR技术的发展，详细阐述了TDR系统根据TDR电缆的反射波进行滑坡监测的原理。在此基础上，对TDR系统中的电缆、电缆测试仪、数据记录仪和多路复用器进行了具体剖析，并对比水平仪、倾斜仪等传统监测仪器，论述了TDR系统的优点和不足。     

基于DSP的科氏流量计变送器设计及算法验证

科氏流量计已在很多领域得到广泛应用,但仍存在着精度较低、价格高昂、技术垄断等问题,而科氏流量计的关键在于变送器。为此,提出了一种变送器设计方案,分别从功能、硬件和软件等方面进行阐述,实现了一种基于改进的自适应格型陷波器和重叠短汉宁窗滑动DTFT的信号处理方法。通过测频和测相实验,与DFT法进行了比较分析;通过流量测量实验,与某款国产变送器进行了比较分析。实验表明,自制流量计精度有所提高,实时性良好,频率估计误差在0.02‰以内,相位差估计误差在0.8‰以内,流量测量误差在1.8‰以内,能在0.96 ms内给出测量结果。     

离散密集频谱细化分析与校正方法研究进展

对近年来频谱校正领域中离散密集频谱细化分析与校正方法的理论研究和发展现状进行了回顾。根据信号所包含的频率分量的数目,将密集频谱细化分析与校正方法分为两类：一类是包含两个密集频率成分信号的频谱细化方法,另一类是包含三个及以上密集频率成分信号的频谱细化方法。综合阐明了各种离散密集频谱细化分析与校正方法的基本思想、算法原理、特点及其在工程中的应用。分析了现有密集频谱细化分析与校正方法的优缺点，并对离散密集频谱细化分析与校正领域的发展前景进行了展望。     

极低频信号的一种离散频谱校正新方法

对于振动工程中常见的极低频、极短时、极高频(接近奈奎斯特频率)等极端频率信号,常用的离散频谱分析与校正方法存在较大误差.对极端频率信号的典型情形进行了分析,针对极端频率信号中的极低频信号,提出了一种计及负频率成分干涉影响的离散频谱校正新方法.该方法基于Blackman窗,利用局部谱峰附近的三条谱线,建立包含正负频率贡献的离散频谱校正模型,通过对模型的求解获得频率、幅值和相位校正公式.采用频段内扫描的方式对频谱校正公式进行了仿真验证,结果表明所提方法有效降低了负频率成分的干涉影响,对极低频信号的频率、幅值和相位校正有较高的精度.     

振动信号频率跟踪的反馈修正自适应陷波器法

采用自适应陷波器跟踪振动信号频率时,存在持续跟踪精度不高的问题。通过分析指出持续跟踪精度不高的根本原因是ANF误差收敛至局部最优值,借鉴反馈控制思想,提出一种反馈修正ANF。根据ANF输入输出信号的相关性,设计频率跟踪精度评估因子,实时监控ANF频率跟踪精度。若评估因子小于给定阈值,则认为ANF丢失振动信号频率,通过反馈调整ANF参数而非重新初始化来适当增加陷波带宽,使其能重新跟踪到信号频率又具有较快的重新收敛速度。以一种基于Steiglitz-McBride方法的ANF(SMM-ANF)为例,分析了反馈修正策略,给出流程和具体算法。仿真比较了格型ANF、SMM-ANF和反馈修正SMM-ANF的性能,给出科里奥利质量流量计应用实例,结果表明:反馈修正SMM-ANF收敛速度稍慢于SMM-ANF,快于格型ANF,持续跟踪精度明显提高。     

基于自适应陷波器的科氏流量计信号频率跟踪新方法

为提高对科氏流量计信号频率随机缓慢变化的持续跟踪能力,以对格型ANF、简化格型ANF和基于SMM的新式ANF三种典型自适应陷波器的性能比较分析为基础,提出了一种科氏流量计信号频率跟踪新方法。该方法对频率、幅值和相位均随机游动变化的科氏流量计信号,首先采用新式ANF快速检测信号频率并作短时频率跟踪,待其收敛后简化格型ANF开始并行工作,在简化格型ANF收敛后取代新式ANF持续跟踪信号频率的变化。仿真结果表明,本文方法比格型ANF方法收敛速度更快、频率跟踪精度更高,比单一采用新式ANF方法计算更为简便,是一种科氏流量计信号处理的有效方法。     

科氏流量计驱动系统模糊PID控制器设计及仿真

针对科氏流量计驱动系统具有非线性和时变性的特点,为改善对测量管振动的控制,采用模糊PID控制策略设计了驱动增益模糊PID控制器,并利用MATLAB中的Fuzzy Logic Toolbox和Simulink工具建立了驱动系统仿真模型,分别采用常规PID控制和模糊PID控制进行了仿真试验和比较,结果表明模糊PID控制提高了系统的起振性能和追踪测量管振幅变化的能力,具有较好的综合控制性能.     

频率估计的一种多段分频等长信号融合算法

 在低信噪比、被测频率持续时间短的情况下,为提高频率估计精度并适用于多段分频等长信号,本文提出一种分频等长融合算法.因各段信号的被测频率不等,故生成频域分析参数矩阵以实现同频化效果;因同频化后各段信号之间仍然相位不连续,故设计相位差补偿因子矩阵以达到相位连续信号的效果;生成搜索频率序列并得到具有特定形式的功率谱矩阵.为验证算法的正确性,给出了详细的数学证明.仿真表明本文算法适用于任意类型的多段分频等长信号,抗噪性好,频率估计精度比现有方法有较大提高.     

人工神经网络处理光纤阵列传感信号的原理,结构及其仿真结果

人工神经网络技术作为机敏材料与结构的关键技术之一，在国外已受到人们的关注。本文探索将人工神经网络技术应用于光纤阵列传感信号处理中的原理、结构及应用于材料与结构损伤估计的方法。给出了适应于此，已用程序实现的两种神经网络模型的仿真处理结果。