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大型土木工程的健康監(jiān)測對于評估結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性，預(yù)判由于長期
積累或者突發(fā)災(zāi)害導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)損傷帶來的事故隱患有著重要的意義，正日益成
為土木工程領(lǐng)域的研究熱點。工程結(jié)構(gòu)的狀態(tài)識別是健康監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成
部分。隨著研究和工程應(yīng)用的深入，無線傳感器成為拓展健康監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用范
圍的一個重要研究方向。
論文首先通過土木工程健康監(jiān)測的實際需求，提出一個適用于足尺結(jié)構(gòu)脈
動測試的無線傳感器的概念設(shè)計，確定了相應(yīng)的設(shè)計指標(biāo)、元器件性能和數(shù)據(jù)
傳輸方式。并對開發(fā)的無線傳感器進(jìn)行了性能測試，比較了無線系統(tǒng)和有線系
統(tǒng)的性能表現(xiàn)。
無線傳感器應(yīng)用到結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中最重要的是解決傳感器
在數(shù)據(jù)采集過程的同步問題。文章從時延誤差的產(chǎn)生入手，分析了適合環(huán)境振
動試驗(脈動測試)數(shù)據(jù)處理的各種時域和頻域算法的優(yōu)劣，并用MATLAB實
現(xiàn)了頻域內(nèi)的峰值拾取法(PP)和時域內(nèi)的特征系統(tǒng)實現(xiàn)算法(ERA)及其相
關(guān)的隨機減量技術(shù)和NExT技術(shù)。通過數(shù)值模型和測試實例考察了不同算法識別
的結(jié)構(gòu)動力參數(shù)的精度以及對包含時延的測試數(shù)據(jù)的處理情況，分析了時延對
測試可能帶來的影響。
最后，對進(jìn)一步工作的方向進(jìn)行了簡要的討論。
關(guān)鍵詞:無線傳感，參數(shù)識別，脈動測試，采集同步
第1章緒論....................................
1結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測概述...........................
2動力參數(shù)識別理論研究進(jìn)展...................
1.2.1參數(shù)識別技術(shù)的歷史和分類..................
1.2.2脈動測試(環(huán)境振動試驗)研究進(jìn)展...........
3無線傳感器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.................
4本文的主要工作和成果.......................
第2章基于無線傳輸?shù)募铀俣葌鞲衅鞯拈_發(fā)....
2.1概述.......................................
2.2系統(tǒng)的設(shè)計需求.............................
2.3網(wǎng)絡(luò)的性能分析.............................
2.4無線傳感器開發(fā).............................
2.4.1元件選型................................
2.4.2硬件指標(biāo)................................
2.5無線傳感器性能測試.........................
2.6傳感器局限性討論...........................
2.7本章小結(jié)...................................
第3章脈動測試分析方法研究..................
3.1脈動測試分析方法...........................
3.1.1隨機信號描述............................
3.1.2FFT帶來了什么?.........................
3.1.3結(jié)構(gòu)傳遞函數(shù)和頻響函數(shù)....................
3.1.4環(huán)境激勵下頻響函數(shù)的估計..................
目錄
3.2從脈動測試信號識別結(jié)構(gòu)動力參數(shù)的頻域方法...
3.2.1峰值拾取法(PP).........................
3.2.2增強頻域分解法(EFDD)...................
3.3從脈動測試信號識別結(jié)構(gòu)動力參數(shù)的時域方法...
3.3.1隨機減量技術(shù)............................
3.3.2NExT技術(shù)...............................
3.3.3rrD法..................................
3.3.4ERA法..................................
3.4脈動信號識別方法比較.......................
3.5本章小結(jié)...................................
附:EFDD隨機減量ITDNExTERA的MATLAB實現(xiàn)...
第4章無線測試信號同步性研究...............
4.1同步性要求的提出...........................
4.2同步性對于結(jié)構(gòu)振動特性影響的理論研究.......
4.2.1信號處理中關(guān)于時延的定義..................
4.2.2頻域法處理包含時延的數(shù)據(jù)..................
4.2.3時域法處理包含時延的數(shù)據(jù)..................
4.3脈動測試方法的數(shù)值實驗.....................
4.2.1白噪聲的生成............................
4.2.2算例及理論振型...........................
4.2.3PP法識別的算例振型.......................
4.2.4ERA法識別的算例振型.....................
4.4同步性對于識別結(jié)果影響的數(shù)值實驗...........
4.5本章小結(jié)...................................
第5章系統(tǒng)識別的工程實例....................
5.1工程概況和測試條件.........................
5.2數(shù)據(jù)分析和識別結(jié)果.........................
目錄
5.2.1振型分析................................
5.2.2時延影響................................
5.3關(guān)于同步的討論.............................
第6章總結(jié)與展望.............................
6.1總結(jié).......................................
6.2進(jìn)一步工作的方向...........................
致謝..............................................
參考文獻(xiàn)........................................
個人簡歷在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果