在结构健康监测中,利用埋入结构的传感器监测自身损伤或缺陷信息,对结构的安全状况做出判断,从而提高结构的安全性,延长使用寿命。这一研究不仅在航空航天领域,而且在国防和民用的其他领域也有着极其重要的意义和广阔的应用前景。 针对大型工程结构的健康监测问题,本文提出并研究了一种基于多主体协作的分布式结构健康监测技术,其基本思想是将原来由中央处理器实现的串行处理、集中决策的结构健康监测系统,变为一种并行的分布式系统,采用多智能体技术对整个健康监测系统进行协作管理,这样将大大提高系统功能、可靠性和灵活性,同时提高运行速度、减少引线、降低功耗及信息传输量,促进结构健康监测技术在大型工程结构中的真正实用化。 本文采用压电片和应变电阻丝作为传感元件对玻璃纤维复合材料板进行集中载荷监测和冲击载荷监测;使用域值法对冲击载荷监测做出了比较精确的定位;用少量的短电阻丝的布置方案,实施了五点法传感元件的布置,运用经典模式识别方法实现了载荷定位;对数据采集的方式及应用做了研究;设计了外部控制触发电路;将多主体协作技术运用其中,合理的选用传感元件采集的信号进行处理,实现了对集中载荷监测和冲击载荷监测的协调监测。 在分布式结构健康监测系统中,网络包含大量不同种类的传感器,它们具有特定但有限的功能,单一的传感器获得的信息是不完备的,它们在工作和数据传输方面都需要进行协调。将多主体协作技术运用到结构健康监测中,正是能提高整个监测系统的容错能力,做出正确的监测结论。本文只选用了压电和应变两种传感元件作为协调的对象,虽然较为简单,但成功的应用定将为多主体协作技术进一步运用做了一些基础。 本课题得到了国家自然科学基金项目(90305005);国家自然科学基金重点项目(50135030);国防预研项目(402030202);国防 863 项目(轻质机体结构设计技术)的资助。