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《南京航空航天大学》 2008年
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采用BP网络和压电阻抗技术的结构健康监测应用研究

高健  
【摘要】: 近年来,应用于结构健康监测的压电阻抗技术研究十分活跃,有着广阔的应用前景。本文首先给出了在结构健康监测领域中,压电阻抗技术和神经网络的应用现状,然后分析了压电阻抗技术和神经网络的基本原理,然后在实验基础上建立BP网络,将神经网络与压电阻抗技术结合起来进行结构的损伤定位研究。 本文的主要研究内容和成果包括: 1.对PZT的机电耦合特性进行了理论分析,详细推导了压电元件的电阻抗与结构机械阻抗之间的关系,得到了结构机械阻抗耦合到PZT电导纳的公式,给出了应用压电阻抗技术进行结构健康检测的理论根据。 2.分析了神经网络和BP算法的基本原理,应用MATLAB7神经网络工具箱设计了基于压电阻抗测试实验的BP网络。 3.搭建压电阻抗损伤研究的实验平台,引入结构健康指数,通过裂纹实验和螺栓松动实验证明了PZT对距离其较近的损伤比较敏感,而对距其较远的损伤相对不敏感。 4.在损伤实验基础上,选取螺栓松动作为对象建立BP网络,与压电阻抗结合起来研究损伤的定位,通过不同维数输入向量的网络的对比,证明本文构建的神经网络可以基本实现对单个螺栓松动的损伤定位,而对于两个螺栓的松动虽然仍有误差,但可以明显缩小松动位置的范围。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP274.4

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 吴建中;基于压电阻抗损伤识别技术的有限元研究[D];安徽理工大学;2011年
2 吕娟;BP网络在压电阻抗结构健康监测技术中的应用研究[D];南京航空航天大学;2009年
3 潘仁前;基于Lamb波与光学低相干的薄板损伤检测技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
4 申耀国;基于阻抗的混凝土结构损伤评估方法研究[D];大连理工大学;2012年
5 李博成;Lamb波结构损伤识别中信号处理与采集的研究与实验[D];电子科技大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 熊先锋,杨光瑜,杨拥民,宋立军;压电阻抗技术用于结构健康诊断的一种方法[J];传感器技术;2003年10期
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3 温利明,黄奕辉;神经网络用于结构损伤识别的几个关键问题研究[J];工业建筑;2002年08期
4 芮延年,刘文杰,郭旭红,刘海兰;基于压电阻抗的设备结构健康智能诊断[J];中国制造业信息化;2003年08期
5 李以农,郑 玲,闻邦椿;基于压电阻抗的结构缺陷评价方法的实验研究[J];力学与实践;2002年03期
6 杨光瑜,杨拥民,陈仲生,郭谆钦;PZT在机械损伤检测中的应用[J];机械;2002年04期
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10 高峰,李以农,王德俊,沈亚鹏,江钟伟;用于结构健康诊断的压电阻抗技术[J];振动工程学报;2000年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 敖长林;基于人工神经网络的拖拉机使用可靠性研究[D];东北农业大学;2000年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 李瑞琪;程乃伟;郭燕;;基于蚁群神经网络火灾信息处理技术研究[J];安防科技;2011年07期
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5 任向辉;王运兵;崔建新;李嘉;李松伟;;色板对葱蓟马诱捕量的BP神经网络模型预测[J];安徽农业科学;2009年31期
6 华常春;高桂枝;;京杭大运河扬州段水污染研究[J];安徽农业科学;2010年27期
7 王瑞梅;傅泽田;何有缘;;基于神经网络的模糊系统池塘淡水养殖溶解氧预测模型[J];安徽农业科学;2010年33期
8 贺艳辉;袁永明;张红燕;龚贇翀;王红卫;;BP人工神经网络在罗非鱼价格预测中的应用[J];安徽农业科学;2010年35期
9 袁健;陈丽侠;耿宝江;;基于BP神经网络的闽江上游洪水预报[J];安徽农业科学;2011年24期
10 杨宝华;;基于BP神经网络的西瓜仁重预测[J];安徽农业大学学报;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 祁生文;伍法权;;基于模糊数学的TBM施工岩体质量分级研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
2 王树彬;黄鹤;韩笑冬;王执铨;;一种基于细化故障的容错控制设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 李琨;王晓东;刘会景;张云生;苗琦;;瓦斯“冒大数”及其神经网络滤波器的研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 王春林;;灰熔点预测建模研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
5 曹波伟;薛青;牛金涛;龚长虹;刘磊;;基于神经网络和专家系统的装备智能故障诊断的研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
6 姚金苗;王湛;陈德明;储金树;孙光民;张虎;李兆辉;;死端微滤酵母悬浮液比阻的预测研究[A];第三届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2007年
7 杜健;费保俊;刘颖;潘高田;姚国政;;基于神经网络的导航装备维修能力评估研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
8 董聪;江见鲸;;结构智能健康诊断研究与进展[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
9 杨佑发;赵忠华;陈远;;基于高效神经网络的框架结构损伤的多重分步识别方法[A];2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2010年
10 尹潇然;李国清;徐巍;缪幸圆;;有限元法与阻抗法分析压电智能梁的传感与激励[A];Proceedings of the 2010 Symposium on Piezoelectricity,Acoustic Waves and Device Applications[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张帆;全景视觉图像质量优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
3 朱松;随机回归神经网络的动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
4 黄伟国;基于振动信号特征提取与表达的旋转机械状态监测与故障诊断研究[D];中国科学技术大学;2010年
5 谭林;基于动力指纹的结构损伤识别可靠度方法研究[D];华南理工大学;2010年
6 陈文正;保险公司债券投资研究[D];南开大学;2010年
7 邝砾;基于接口和行为语义的Web服务发现与适配研究[D];浙江大学;2009年
8 李琨;监控技术与涌现性分析在煤矿瓦斯灾害防治中的应用研究[D];昆明理工大学;2009年
9 杨娜;基于云参数干旱遥感监测模型与集合卡尔曼滤波的土壤湿度同化研究[D];武汉大学;2010年
10 迟雷;基于过程控制优化的重组大肠杆菌高密度发酵研究[D];西北大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李洪琴;基于振动模态分析和BP网络的桥梁损伤识别研究[D];山东科技大学;2010年
2 王永;消防单兵综合信息采集系统研究[D];山东科技大学;2010年
3 邢著荣;基于辐射传输模型和CHRIS数据反演春小麦LAI[D];山东科技大学;2010年
4 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
5 李娜;基于神经网络的非线性系统H_∞控制[D];广西师范学院;2010年
6 李朋勇;基于全矢高阶谱的故障诊断方法及其应用研究[D];郑州大学;2010年
7 张杰;基于支持向量机和蛋白质全序列的蛋白质—蛋白质相互作用预测[D];郑州大学;2010年
8 王晓换;基于粗糙集和神经网络的故障诊断虚拟系统的研究[D];郑州大学;2010年
9 阎明;蒸汽发生器故障预报方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 李鑫平;软件可靠性模型应用方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 熊先锋,杨拥民,杨光瑜,宋立军;应用压电阻抗技术的结构健康诊断法[J];兵工自动化;2005年02期
2 沈伟,王军政,汪首坤,张宇河;基于存储扫描方式的任意波形信号发生器卡的设计[J];北京理工大学学报;2005年03期
3 张兢;徐霞;王玉菡;尹敏;;基于压电陶瓷动态信息的结构损伤检测技术[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年05期
4 张兢;侯旭东;王玉菡;徐勤;吕和胜;;基于压电技术的结构健康诊断便携式系统[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年09期
5 谢建宏;;压电智能结构损伤检测的最小二乘支持向量机方法[J];传感技术学报;2007年01期
6 谢建宏;张为公;;压电智能结构损伤检测传感器优化配置的遗传神经网络方法[J];传感技术学报;2007年02期
7 熊先锋,杨光瑜,杨拥民,宋立军;压电阻抗技术用于结构健康诊断的一种方法[J];传感器技术;2003年10期
8 苏永振;袁慎芳;张炳良;;基于声发射和神经网络的复合材料冲击定位[J];传感器与微系统;2009年09期
9 马治国,闻邦椿,颜云辉;智能结构的若干问题与进展[J];东北大学学报;1998年05期
10 甄军红;AD9708及其在数据采集系统中的应用[J];电子世界;2003年11期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 胡海峰;板状金属结构健康监测的非线性超声理论与关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 谢建宏;压电智能结构损伤检测及其传感器优化配置的研究[D];东南大学;2005年
3 王丹生;基于反共振频率和压电阻抗的结构损伤检测[D];华中科技大学;2006年
4 王强;Lamb波时间反转方法及其在结构健康监测中的应用研究[D];南京航空航天大学;2009年
5 郑阳;基于散射系数矩阵法的超声兰姆波与典型缺陷交互作用研究[D];北京工业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蔡先普;基于小波分析的结构健康监测及损伤检测研究[D];中南大学;2011年
2 魏鹏;自适应光学合成孔径成像遥感器中光纤压电陶瓷移相器的研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 杨光瑜;基于PZT阻抗分析的结构健康监测技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
4 熊先锋;压电阻抗技术用于结构健康监测的研究[D];国防科学技术大学;2003年
5 徐茂华;结构损伤检测PZT阻抗法的理论与试验研究[D];华中科技大学;2005年
6 刘洋;基于Lamb波的主动结构健康监测系统研究[D];华中科技大学;2005年
7 孙亚杰;基于Lamb波与HHT分析的复合材料结构的主动监测技术研究[D];南京航空航天大学;2005年
8 孙波;基于PCI总线的高速数据采集卡的设计[D];电子科技大学;2007年
9 王新柳;基于DSP的任意波形发生器的设计[D];电子科技大学;2007年
10 王贤锹;具损伤压电智能层合结构的非线性静动力学性能与疲劳寿命研究[D];湖南大学;2007年
【二级引证文献】
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1 陆峰;;架空线路导线测温及电流监测系统的研究[J];电源技术应用;2013年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 高琴;压电阻抗技术在动态信号激励梁的应用研究[D];安徽理工大学;2012年
2 林啸鸣;结合光传感技术的兰姆波检测系统在薄板损伤检测中的应用研究[D];南京航空航天大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 盛一兴;数字仿真在航空可靠性工程中的应用[J];北京航空航天大学学报;1992年01期
3 杨为民,屠庆慈,盛一兴,祝渊;民用飞机蒙特卡罗可靠性仿真[J];北京航空航天大学学报;1992年01期
4 屠庆慈;试论可靠性维修性指标的阶段性[J];北京航空航天大学学报;1992年01期
5 金兴明,屠庆慈,陆廷孝;结合FMECA可靠性预计法[J];北京航空航天大学学报;1992年01期
6 李君山,屠庆慈,陆廷孝;计算机辅助FMECA与FTA综合分析[J];北京航空航天大学学报;1992年01期
7 贺国芳;现场信息的可靠性参数评估[J];北京航空航天大学学报;1992年01期
8 姜同敏,王德言;用延拓试验方法预测产品磨损寿命的研究[J];北京航空航天大学学报;1992年01期
9 林延芳,翟光明;航空航天进口电子元器件质量及可靠性管理系统[J];北京航空航天大学学报;1992年01期
10 曾声奎;前苏联可靠性工程的几个特点[J];北京航空航天大学学报;1995年04期
【相似文献】
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1 赵霞 ,袁慎芳 ,王帮峰;用于结构健康监测的实时DSP数据采集及小波分析模块[J];测控技术;2003年04期
2 王强;袁慎芳;;航空结构健康监测的压电夹层设计[J];传感器与微系统;2008年07期
3 万里冰,武湛君,张博明,王殿富;基于光纤光栅传感技术的桥梁结构内部应变监测[J];光电子.激光;2004年12期
4 万小朋,王军强,赵美英;基于模态频率和神经网络的结构损伤检测[J];西北工业大学学报;2003年02期
5 叶伟松;袁慎芳;;无线传感网络在结构健康监测中的应用[J];传感技术学报;2006年03期
6 张明;胡明敏;;新型数字疲劳传感器设计[J];传感器与微系统;2008年08期
7 常鸣;;HHT技术在结构健康监测中的应用[J];科技信息;2008年26期
8 徐春红;吉林;沈庆宏;张巍;B.F.Spencer;;基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测系统[J];电子测量技术;2008年11期
9 陈俊;唐余亮;雷鹰;;基于桥梁结构健康监测的无线传感系统自愈性研究[J];中国新通信;2010年07期
10 赵雪峰;孔祥龙;李乐;;一种光纤光栅倾角传感器的试验研究[J];防灾减灾工程学报;2010年S1期
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1 陈伟球;严蔚;;结构健康监测的机电阻抗法-理论及实验研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
2 戚兆臣;;国内特大型桥梁结构健康监测系统的现状与发展趋势[A];中国公路学会桥梁和结构工程分会2004年全国桥梁学术会议论文集[C];2004年
3 葛捷;;应用于结构健康监测的分布式光纤传感技术[A];第一届长三角地区传感技术学术交流会论文集[C];2004年
4 孙智;张志成;;基于小波变换的混凝土结构损伤监测[A];第八届全国振动理论及应用学术会议论文集摘要[C];2003年
5 朱宏平;余璟;张俊兵;;结构损伤动力检测与健康监测研究现状与展望[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2010年
6 刘正光;黄启远;陈伟儿;文景良;;悬吊体系桥梁的结构健康监测和评估[A];工程安全及耐久性——中国土木工程学会第九届年会论文集[C];2000年
7 杨波;彭俊毅;;光纤光栅传感器在现代大型飞机中的应用探讨[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
8 袁慎芳;梁大开;石立华;赵霞;吴键;;分布式结构健康监测技术及功能验证[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
9 周晋宇;董聪;夏开全;;基于ZigBee无线网络技术的结构健康监测系统[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2008年
10 孟松鹤;杜善义;韩杰才;;热防护系统及材料的研究进展[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
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1 记者 刘晓星 刘旦 通讯员 陈伟秋 吴博智;2009年广州再攀新高[N];广州日报;2009年
2 本报记者 李敏 通讯员 杨文隽;筑广州新高 览环球视野[N];亚太经济时报;2009年
3 本报记者 马文方;智能材料:21世纪竞争的关键所在[N];中国计算机报;2010年
4 记者 康行远 通讯员 冯微红;杭州湾跨海大桥昨正式运营[N];嘉兴日报;2011年
5 本报记者 田翔;桥梁健康监测争议中走向前台[N];中国交通报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高占凤;大型结构健康监测中信息获取及处理的智能化研究[D];北京交通大学;2010年
2 邱自学;SMA传感、驱动性能及其结构健康监测技术研究[D];南京理工大学;2002年
3 王强;Lamb波时间反转方法及其在结构健康监测中的应用研究[D];南京航空航天大学;2009年
4 刘建;基于含金属芯压电纤维与Lamb波的结构健康监测技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 蒋济同;海洋平台的模态参数识别与损伤诊断研究[D];中国海洋大学;2003年
6 宫亚峰;城市立交桥梁健康监测理论与实践技术研究[D];吉林大学;2010年
7 梁栋;面向结构健康监测的多主体协作融合方法研究[D];南京航空航天大学;2012年
8 喻言;结构健康监测的无线传感器及其网络系统[D];哈尔滨工业大学;2006年
9 胥保春;HHT理论及其在结构健康监测中的应用研究[D];南京航空航天大学;2012年
10 周耀;地铁车站结构健康监测研究[D];北京交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏平;疲劳寿命计在结构健康监测中的应用研究[D];南京航空航天大学;2004年
2 王洽亲;2010上海世博会英国馆结构健康监测研究[D];浙江大学;2011年
3 涂成力;结构健康监测的物联网特征与云计算的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
4 朱清;大型桥梁结构健康监测技术[D];天津大学;2012年
5 张志军;结构健康监测中的数据采集处理系统硬件设计[D];天津大学;2012年
6 马莎莎;高层建筑结构健康监测中传感器优化布置研究[D];合肥工业大学;2012年
7 陈亮;结构健康监测物联网系统的云计算应用研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
8 丁华平;基于无线传感器网络的泰州长江公路大桥结构健康监测研究[D];南京大学;2011年
9 叶婷;飞机起落架300M钢材料典型结构的健康监测研究[D];南京航空航天大学;2012年
10 伍水平;自然激励下结构健康监测信号处理方法研究[D];昆明理工大学;2009年
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