本文關(guān)鍵詞：基于WSN的建筑結(jié)構(gòu)模態(tài)分析節(jié)能方法研究

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【摘要】：近年來隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測兩個(gè)領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展,基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)成為很多研究者們的研究熱點(diǎn)。當(dāng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測場景時(shí),無線傳感器節(jié)點(diǎn)往往采用電池供電,當(dāng)電池電量耗盡后,如果不對無線傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行充電或者更換電池,節(jié)點(diǎn)將會死亡,所以能量成為約束該系統(tǒng)性能的關(guān)鍵性因素。針對基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)能耗問題,在基于分簇的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)下,從減少簇內(nèi)通信量降低簇內(nèi)通信能耗的角度出發(fā),設(shè)計(jì)出節(jié)能的模態(tài)分析方法,再根據(jù)模態(tài)參數(shù)中振型的特點(diǎn),設(shè)計(jì)出適用于振型識別的分簇方法,降低系統(tǒng)能耗�；诜执氐慕Y(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)不僅可以得到準(zhǔn)確的模態(tài)參數(shù)而且系統(tǒng)能耗較低。針對聯(lián)合NExT-ERA模態(tài)分析方法,在基于分簇的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)下,設(shè)計(jì)了一種基于分簇的聯(lián)合NExT-ERA節(jié)能型模態(tài)分析方法,通過設(shè)計(jì)合理的簇內(nèi)通信策略優(yōu)化聯(lián)合NExT-ERA模態(tài)分析方法。仿真結(jié)果表明,該方法通過減少簇內(nèi)數(shù)據(jù)通信量降低了簇內(nèi)通信能耗,從而降低了系統(tǒng)能耗。相比較固有頻率,振型對結(jié)構(gòu)的損傷更為敏感,在基于分簇的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)下,需要通過整合各個(gè)簇得到的局部振型以獲得結(jié)構(gòu)整體振型。針對振型的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種基于結(jié)構(gòu)振型識別的WSN重疊分簇方法,將布置在結(jié)構(gòu)上的無線傳感器節(jié)點(diǎn)劃分成若干個(gè)重疊簇,通過基于分簇的聯(lián)合NExT-ERA節(jié)能型模態(tài)分析方法進(jìn)行局部振型識別,利用重疊技術(shù)將各個(gè)簇的局部振型進(jìn)行整合,以得到結(jié)構(gòu)完整振型。仿真結(jié)果表明,該方法不僅保證了所識別出振型的準(zhǔn)確性而且顯著降低了系統(tǒng)的能耗。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5

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本文編號：1245551