利用少量传感器信息与人工智能的桥梁结构安全监测新方法

分析了当前结构安全监测在工程应用中存在的诸多问题和挑战,提出应发展利用少量传感器信息及基于大数据与人工智能的安全监测新方法,来克服现有系统传感器繁多、造价昂贵、海量数据难以处理的问题。介绍了单测点信息的多维相空间方法和单传感器信息的重构相空间方法;在基于双传感器信息的移动互相关函数法基础上,提出了基于双传感器信息的移动传递熵方法;阐述了基于少量传感器信息的移动主成分分析法的物理意义及其工程应用的适用性和可行性。利用单传感器方法和移动主成分分析法,以及小波包能量法、二次协方差矩阵法对虎门大桥进行长达5年的安全监测。阐述了基于深度学习的结构安全监测人工智能方法及其发展概况,分析了基于结构动力学信息的深度学习方法及其巨大的应用潜力。在此基础上进一步思考了基于少量传感器和人工智能相结合的方法在结构安全监测应用中的发展思路。结果表明:单传感器信息的重构相空间方法更适用于实际工程;基于双传感器信息的移动互相关函数法和移动传递熵方法均能精确定位损伤;移动主成分分析法最适用于实际工程的实时监测。     

基于PIC单片机的FTP客户端设计

传统意义上,所谓FTP客户端,就是跟FTP服务器通信的一种工具,可以实现本地计算机与服务器计算机之间的文件传输。传统的FTP客户端是指在PC中安装相应的FTP软件,实现对FTP服务器的访问。设计实现了基于PIC单片机的FTP客户端,设计中采用PIC18和PIC24单片机配合,PIC18接收数据,PIC24作为主控制器处理数据。通过IPTOOL抓包工具进行测试,基本实现了登陆FTP服务器等相关操作。     

潮汐和季风作用下渤海湾水交换研究

渤海湾毗邻我国北方重要的经济带——环渤海经济圈,高污染负荷使其面临巨大的环境压力。水交换能力是影响渤海湾环境容量的重要动力学因素,其中潮汐和风应力是渤海湾水交换的关键驱动因素。本文针对渤海湾的水交换问题建立了基于欧拉观点的水龄模型,通过对比潮汐单独作用下与潮汐和季风共同作用下渤海湾内水龄的时空分布特征,研究了这两个因素在渤海湾水交换中的作用。研究结果表明,季风使得渤海湾与外海的水交换明显加快,是影响渤海湾物理自净能力的重要因素。对渤海湾水龄的季节变化分析表明,冬季渤海湾与渤海中部水交换较强,夏季较弱。     

馒头面团长时间发酵过程特性研究

对馒头面团发酵过程中酸度、水分含量、可洗出面筋含量的变化情况进行了分析测定,并对引起酸度、水分含量、可洗出面筋含量的变化原因进行了探讨。     

局部传递率函数与模式匹配的结构损伤快速识别方法

为了对结构进行灾后快速安全评估,提出一种基于局部传递率函数与模式匹配的快速损伤识别方法。通过有限元建立结构不同损伤位置和程度的模型,通过模态分析获取其固有频率与振型,建立损伤模式数据库;根据待测真实结构上少量测点所测振动信号计算局部传递率函数,构建匹配因子矩阵;调用损伤模式数据库中的模态参数构建损伤模式矩阵,建立匹配因子矩阵与损伤模式矩阵间的映射关系;以欧式距离相似度指标来衡量匹配程度,相似度最高的损伤模式即视为待测结构的实际损伤情况。为了验证本方法的可行性和准确性,对一四层层间剪切模型进行数值模拟和实验验证,结果均表明,本方法能够准确识别结构损伤位置和程度。所提方法不涉及复杂的算法,只需少量测点数据,计算速度快,满足震后快速评估要求;该方法只与结构固有属性有关,但无需进行结构模态参数识别,具有良好的实际工程应用前景。     

一种基于单片机的节电控制器研究

介绍了智能节电器的节能原理,给出了以At89C52单片机为核心的智能节电器的各功能模块硬件电路设计,并对其特点作出阐述.结合实际对控制系统的具体功能要求,对软件设计的程序流程及实现的基本过程进行了说明.     

基于Lyapunov指数的管道超声导波小缺陷定位实验研究

为了提高超声导波检测长距离管道中小缺陷的检测灵敏度,提出了基于杜芬方程最大Lyapunov指数的超声导波损伤定位方法。依据管道超声导波实测信号的采样频率、中心频率以及杜芬方程特性,设置检测系统参数,将待测信号作为杜芬方程外策动力扰动项输入杜芬方程中。通过比较杜芬系统在无信号输入和输入实测导波信号后,最大Lyapunov指数随策动力幅值F的变化,确定可用于识别导波信号的F值。利用移动窗函数给出了缺陷超声导波的波到时刻识别方法,从而给出了缺陷定位方法。实验研究表明,利用最大Lyapunov指数可有效提高超声导波的检测灵敏度。     

单轴位置转台轴系特性分析

转台作为检测与评价惯性导航仪器仪表的主要设备,其轴系静态刚度、动态特性和控制精度等直接影响到检测的可靠性和置信度。本文针对单轴位置转台,对轴承和驱动电机等关键部件进行了等效处理,利用软件ANSYS建立了有限元模型,通过静力学分析得到了转台简化模型的变形情况;通过模态分析得到其固有频率和振型,结果表明转台结构刚度较大,其固有频率远大于外部激励频率,可以避免共振,并为后续的结构优化打下基础。     

拱结构模态测试中传感器优化配置

将有效独立法(EFI)和有效独立-驱动点残值法(EFI-DPR)应用到拱结构的模态分析传感器优化布置中,通过与传统的均分法(ED)进行数值和试验比较,找出传感器优化布置的有效方法和合理方案.首先利用Ansys有限元软件进行拱结构模态分析的数值模拟,分别用3种方法对其进行传感器优化布置;然后分别用均方差最小准则和模态保证准则对其优化结果进行验证和比较,找出最适合的优化方法;最后结合拱结构模态试验,提出了传感器优化布置方案.结果表明,在拱结构模态试验中,ED法具有一定的合理性,但其随机性较大.EFI法克服了这一缺点,且随着传感器数目的改变,其均方差呈规律性变化,为确定传感器优化数目提供了依据,其优化效果优于其他两种方法.     

基于结构动力特性的损伤检测可视化方法

提出基于结构动力响应的损伤识别多指标分层及融合可视化展示方法,使结构的损伤信息以可视化的图像直观地展示出来。以简支梁为研究对象,应用当前发展成熟的多个指标对单裂纹和双裂纹分别进行分层展示。应用自适应加权最小二乘法对多层图像进行融合可视化,解决了单一指标得到可视化结果仅能包含有限的损伤信息,容易造成漏判的缺点,使得融合结果更加精确。基于结伤动力特性的损伤检测可视化将为结构损伤识别和健康监测提供新的展示平台。