無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其在實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析中的應(yīng)用.pdf

1、實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析是研究復(fù)雜結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的重要手段，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、振動(dòng)控制、損傷識(shí)別及健康監(jiān)測(cè)等方面具有重要的作用。目前，在實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析中，主要采用有線連接的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，但是有線采集系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)布線比較復(fù)雜、部署成本較高，且部署好之后，系統(tǒng)的可維護(hù)性和擴(kuò)展性較差，特別地對(duì)于一些大型結(jié)構(gòu)設(shè)備的模態(tài)分析，其劣勢(shì)更加明顯。新型的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)費(fèi)用低、安裝部署方便、擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)，能有效彌補(bǔ)有線數(shù)據(jù)采集的不足，使用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)作

2、為實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析數(shù)據(jù)采集方式，能更好的為工程實(shí)際服務(wù)。本文以實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析為應(yīng)用背景，研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、路由及多測(cè)點(diǎn)高速同步數(shù)據(jù)采集方法，并研究了短樣本模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法，最后，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了面向?qū)嶒?yàn)?zāi)B(tài)分析的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
　　分析了實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)及難點(diǎn)，針對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的需要，重點(diǎn)研究了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、路由協(xié)議及多測(cè)點(diǎn)同步高速采集機(jī)制。提出了基于虛擬簇頭節(jié)點(diǎn)對(duì)的分簇路由協(xié)議及時(shí)間同步算法

3、，將時(shí)間同步與網(wǎng)絡(luò)路由相結(jié)合，能很好的適應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析數(shù)據(jù)測(cè)量，有效地降低節(jié)點(diǎn)能耗。
　　針對(duì)高頻采樣條件下，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)只能采集有限的短樣本信號(hào)，提出了基于分段頻譜細(xì)化的頻響函數(shù)優(yōu)化方法，在不增加分析樣本的前提下，有效提高頻響函數(shù)精度。仿真與實(shí)驗(yàn)分析表明，本文方法能有效提高模態(tài)參數(shù)識(shí)別精度。
　　基于MICAz傳感器節(jié)點(diǎn)及MoteWorks無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了高速數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)可靠傳輸、基于虛擬簇頭節(jié)點(diǎn)對(duì)的