潛艇因其工作特點,長期受到各種載荷作用,艇體難免會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)損傷,從而導致嚴重的事故發(fā)生,因此我們有必要對潛艇進行結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測。隨著光纖光柵傳感技術(shù)的發(fā)展,光纖光柵傳感器以其獨特的優(yōu)勢被逐漸運用到船舶結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域,針對光纖光柵傳感的船舶結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測相關(guān)技術(shù)也陸續(xù)得到發(fā)展。光纖光柵傳感器布置優(yōu)化作為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中的重要環(huán)節(jié),將直接影響到監(jiān)測的效果。但目前階段的有關(guān)研究多是針對水面船舶上的一維或二維結(jié)構(gòu),對于潛艇這種圓柱殼體三維結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究還亟待開展,因此本文提出針對圓柱殼體的光纖光柵傳感器布置優(yōu)化進行研究。本文采用“關(guān)鍵位置保證精度、整體保證覆蓋”這一優(yōu)化布置準則,給出了適用于靜力作用下圓柱殼體三維結(jié)構(gòu)光纖光柵傳感器布置優(yōu)化問題的目標函數(shù)和約束條件。此外,針對多約束優(yōu)化問題,本文先后利用帶有罰函數(shù)的常規(guī)遺傳算法和單親遺傳算法對光纖光柵傳感器的使用數(shù)量和布放位置進行優(yōu)化,并利用MATLAB程序?qū)崿F(xiàn)了本文提出的優(yōu)化算法。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)實際監(jiān)測需要,本文提出了一種同步多通道測量的監(jiān)測方案,實現(xiàn)了光纖光柵傳感系統(tǒng)對圓柱殼體結(jié)構(gòu)上的光纖光柵傳感器進行同步多通道測量的功能。在實現(xiàn)本文算法程序的... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 光纖傳感的船舶結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測概況
        1.2.1 光纖傳感的船舶結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成
        1.2.2 光纖傳感的船舶結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測研究現(xiàn)狀
    1.3 傳感器優(yōu)化概述
        1.3.1 傳感器優(yōu)化布置準則
        1.3.2 傳感器優(yōu)化布置方法
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 光纖光柵傳感原理及潛艇測點優(yōu)化布置理論
    2.1 光纖光柵傳感原理
        2.1.1 光纖光柵的信號傳輸原理
        2.1.2 光纖光柵的耦合方程
        2.1.3 光纖光柵應(yīng)變傳感原理
        2.1.4 光纖光柵位移傳感原理
    2.2 潛艇結(jié)構(gòu)特點及力學特性
        2.2.1 潛艇艇體結(jié)構(gòu)特點
        2.2.2 潛艇受力分析
    2.3 遺傳算法
    2.4 本章小結(jié)
3 優(yōu)化布置數(shù)學模型及同步多通道監(jiān)測布置方案
    3.1 優(yōu)化布置數(shù)學模型
        3.1.1 選取優(yōu)化準則
        3.1.2 建立目標函數(shù)及約束條件
        3.1.3 構(gòu)造罰函數(shù)
        3.1.4 改進優(yōu)化算法
        3.1.5 優(yōu)化的步驟
    3.2 同步多通道監(jiān)測布置方案
    3.3 本章小結(jié)
4 算例數(shù)值對比分析
    4.1 算例模型概況
    4.2 測點布置優(yōu)化
    4.3 對比驗證
    4.4 本章小結(jié)
5 GUI實現(xiàn)光纖光柵傳感器優(yōu)化布置的工程實例
    5.1 模型背景
    5.2 計算模型
    5.3 GUI實現(xiàn)光纖光柵傳感器的布置優(yōu)化
        5.3.1 前期準備
        5.3.2 GUI操作過程
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3707765