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国家自然科学基金(50830201): 作品数：77 被引量：415H指数：12; 相关作者：袁慎芳邱雷裘进浩季宏丽徐志伟更多>>; 相关机构：南京航空航天大学安徽理工大学解放军理工大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划长江学者和创新团队发展计划更多>>; 相关领域：一般工业技术自动化与计算机技术理学电子电信更多>>

基于Shannon复数小波的复合材料结构时间反转聚焦多损伤成像方法被引量：31: 2010年; 研究了一种基于压电传感器阵列和主动Lamb波的结构损伤成像方法,有助于克服Lamb波在板结构中、特别是在复合材料板结构中存在的频散、多种模式及模式转换的现象给结构健康监测带来的困难。分析了结构多损伤散射信号的时间反转聚焦原理,在此基础上提出了一种基于Shannon复数小波和时间反转聚焦的信号合成成像方法。该方法中,确定Lamb波响应信号的到达时刻是信号能够准确聚焦的关键因素之一。提出了利用Shannon复数小波变换计算Lamb波响应信号到达时刻的方法。在碳纤维复合材料板结构上对整套信号合成成像方法进行了验证。研究结果表明,该方法能够有效地对同一个监测区域中的多个损伤进行成像定位。相对于30 cm×30 cm的监测区域,定位误差不超过2 cm。该方法有助于结构健康监测技术的工程应用。; 邱雷袁慎芳张逍越王强张炳良杨伟伟; 关键词：结构健康监测复合材料信号合成

新型压电叠堆泵的设计与实验研究: 提出了一种由压电叠堆做驱动元件的新型压电液压泵,阐述了其工作原理和结构设计。根据电、机械、流体之间的相互耦合作用建立了压电液压泵的动力学模型,为压电叠堆泵的设计提供了理论基础。以φ10mm×60mm的叠堆作为驱动件,加工...; 袁欣裘进浩季宏丽孙佳邱涛; 关键词：压电叠堆

用于壁板结构多模态振动主动控制的改进最小控制合成(MCS)算法被引量：3: 2012年; 针对压电壁板结构,引入具有良好非线性控制性能的最小控制合成(minimal controller syn-thesis,MCS)算法来抑制其振动.鉴于标准的MCS算法在快速扰动下缺乏稳定性,为进一步提高其控制效果,构造了一种新的自适应补偿因子,形成了改进MCS算法——IMCS算法,并通过波波夫准则验证了该控制系统的稳定性.选取LQR(linear quadratic regulator)控制作为参考模型,分别施加宽频随机扰动和前2阶正弦混合脉冲激励,分析比较了IMCS算法和标准MCS算法的控制效果、自适应增益因子和跟踪误差.仿真结果表明,IMCS算法具有更快的收敛速度和更小的跟踪误差;多模态扰动实验结果表明,当存在外部非线性扰动时,IMCS算法具有更好的控制效果和鲁棒性.; 马天兵裘进浩季宏丽; 关键词：振动控制

桥梁数据异常诊断方法在伸缩缝监测中的应用被引量：7: 2011年; 针对由桥梁结构损伤和监测系统传感器故障引起的桥梁数据异常诊断问题,提出了一种基于主成分分析和超球面一类支持向量机的桥梁数据异常诊断方法。首先,对原始信号进行预处理和小波阈值去噪,然后,统计信号的时域、频域及自回归模型系数特征,利用主成分分析进行特征提取获得重要特征,最后,利用超球面一类支持向量机进行异常模式识别。通过江阴大桥伸缩缝相关监测数据表明,该方法可以较好识别和伸缩缝相关的数据异常,防止监测系统误报漏报的发生。; 梁栋张宇峰袁慎芳吴键; 关键词：特征提取主成分分析

基于改进空间滤波器的复合材料结构损伤成像方法被引量：7: 2011年; 为降低Lamb波在复合材料结构中传播时存在的频散现象和各方向传播特性的不一致性给损伤监测带来的困难,提出一种利用Hilbert变换改进的空间滤波器对复合材料结构损伤进行成像的方法。分析了基于空间滤波器的信号合成成像原理,在此基础上利用Hilbert变换构造传感器时域响应信号的解析信号参与到信号合成成像过程中。通过对仿真声源的成像实验,验证了该方法的可行性,通过对碳纤维复合材料板结构上激励源和损伤的成像实验,验证了该方法的功能。研究表明该方法能够识别损伤相对于压电传感器阵列的角度位置和损伤散射信号的到达时刻。; 王瑜袁慎芳邱雷; 关键词：结构健康监测空间滤波器 HILBERT变换信号合成

基于压电智能结构状态估计误差补偿的自抗扰振动控制被引量：4: 2012年; 压电智能结构的模型难以精确建立,且存在外界环境激励干扰和内部参数不确定等问题,从而影响闭环结构的振动控制性能。基于此,将结构的内部干扰和外界激励的影响归结为系统的集总干扰,并利用扩张状态观测器(Extended state observer,ESO)设计不依赖于模型的自抗扰振动控制器。然而当外界扰动激励变化时,扩张状态观测器对扰动和各阶状态的估计不可避免存在偏差,难以保证振动控制的效果。为克服二阶自抗扰策略在振动主动控制中的不足,提出一种基于压电智能板结构的状态估计误差补偿自抗扰振动控制方案。利用状态观测误差信息,对二阶自抗扰控制器进行补偿,从而减小ESO对扰动和各阶状态估计的压力,提高振动控制效果。利用dSPACE实时仿真系统,搭建四面固支压电智能板结构的振动主动试验平台。四种干扰激励的试验结果验证该方法的有效性、实用性和强抗干扰能力。; 李生权季宏丽裘进浩; 关键词：压电智能结构自抗扰控制器误差补偿振动主动控制

基于光纤传感网络的可变体机翼应变场数值模拟及实验验证被引量：7: 2011年; 在不同飞行姿态及飞行条件下,可变体机翼智能结构及驱动器根据外部条件及控制指令,可以实现翼体自适应动态变形,表现出良好的空气动力学性能。由于翼体结构应力场与温度场的分布和作用形式复杂多样,因此需要对结构进行多物理场耦合分析,并准确获取翼体结构应变分布的有效信息。为此,采用COMSOL Multiphysic多物理场数值分析软件,对可变体机翼后缘缩比模型进行了应力场与温度场的模拟仿真研究,并通过构建分布式光纤Bragg光栅传感网络实现对可变翼体结构关键部位应变分布信息的监测。仿真研究与实验测试结果均能够准确反映翼体结构在应力场与温度场耦合作用下翼体翼表结构的应变变化情况。; 徐海伟曾捷梁大开王晓刚刘宏月; 关键词：数值模拟分布式光纤BRAGG光栅

含金属芯压电纤维对Lamb波传感实验研究被引量：1: 2010年; 含金属芯压电纤维(MPF)是一种新型的压电功能元件,该文将其应用于超声Lamb波的传感。该文简述了其传感特性、研究现状,建立了一套基于MPF的兰姆(Lamb)波主动监测系统,实验研究并分析了MPF对Lamb波的传感特性。实验结果表明,MPF作为Lamb波传感器是可行的,且其对Lamb波的传感具有很强的方向性,随着Lamb波传播方向与MPF轴向夹角的增大,信号的峰值单调递减。当激励信号频率为160kHz时,沿MPF轴向激励时信号幅值约为垂直于MPF轴向时的5倍。; 常伟杰刘建季宏丽裘进浩朱孔军; 关键词：压电陶瓷结构健康监测

基于FBG反射谱特征的修补结构裂纹扩展监测被引量：4: 2015年; 为了提高飞行器壁板裂纹修补结构的安全性,对基于光纤布拉格光栅(FBG)反射谱特征的航空铝合金修补结构疲劳裂纹扩展长度及角度监测方法进行了研究。修补结构在疲劳载荷的作用下,裂纹发生扩展,其尖端附近会产生不均匀应变场,在其作用下FBG传感器反射谱发生变形,通过检测反射谱变形达到监测裂纹扩展的目的。建立了实验样件的模型,使用有限元方法计算得到不同角度下裂纹扩展到不同长度时的应变分布,使用传输矩阵数值计算方法得到相应的FBG反射谱。提取反射谱的主峰偏移、反射谱面积、次峰峰值和三峰峰值等变形特征,建立并训练人工神经网络(ANN),通过ANN建立反射谱变形特征同裂纹扩展情况的关系,实现了对修补结构裂纹扩展的精确监测,监测裂纹长度误差在0.5 mm之内,角度误差在5°之内。解决了修补结构的裂纹扩展精确监测问题,对提高飞行器安全以及节约维护成本有着重要意义。; 袁慎芳金鑫邱雷黄红梅; 关键词：FBG 人工神经网络

基于正交基函数的广义FIR模型辨识方法被引量：2: 2009年; 为了解决高阶脉冲响应模型带来的分析和计算上的困难,利用系统的部分已知信息构造正交基函数,并将其引入到传统脉冲响应建模中,提出了一种广义脉冲响应模型辨识方法。该方法通过正交基函数对输入数据进行滤波,使得滤波后的数据蕴涵着系统的部分动态特性,但也使滤波后的数据不再满足时移特性,因而无法直接使用梯度算法对模型参数进行辨识。结合递推最小二乘原理,给出了模型参数的计算公式。最后给出了仿真算例,结果表明,给出的方法具有优良的性能,完全能够满足系统建模要求。; 刘强陈仁文王鑫伟; 关键词：有限脉冲响应正交基函数参数辨识

国家自然科学基金(50830201)

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