大型結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)多主體協(xié)作與融合技術(shù).pdf

1、結(jié)構(gòu)健康技術(shù)是智能材料結(jié)構(gòu)研究的重要分支之一,主要通過(guò)集成在結(jié)構(gòu)中的功能元件獲取結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)信息并對(duì)其進(jìn)行安全評(píng)估。健康監(jiān)測(cè)技術(shù)在從實(shí)驗(yàn)室階段向工程實(shí)用階段前進(jìn)的過(guò)程中,由于面對(duì)的監(jiān)測(cè)對(duì)象大多體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,所需要的傳感器、驅(qū)動(dòng)器數(shù)量激增,相應(yīng)的信號(hào)處理與損傷診斷也變得異常復(fù)雜,再加上這些結(jié)構(gòu)大多工作在動(dòng)態(tài)變化的惡劣的環(huán)境下,不可避免的會(huì)遇到各種難題。為了降低實(shí)際工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度,對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不同部分進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)與管理

2、,從紛繁復(fù)雜的海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確提取結(jié)構(gòu)損傷特征并對(duì)結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)與安全評(píng)估,本文應(yīng)用任務(wù)分解理論將復(fù)雜系統(tǒng)分解為多個(gè)易于實(shí)現(xiàn)的子系統(tǒng)并構(gòu)建了基于BDIKRI(Belief-Desire-Intention-Knowledge-Rule-Inference)體系結(jié)構(gòu)模型的分層次大型結(jié)構(gòu)多Agent健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng),深入研究了多Agent間的協(xié)作、協(xié)調(diào)機(jī)制及多源信息融合機(jī)制。針對(duì)航空鋁材壁板結(jié)構(gòu)對(duì)研究成果進(jìn)行了功能驗(yàn)證。
　　

3、本文的主要研究工作與創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　?、裴槍?duì)實(shí)際工程結(jié)構(gòu)體積龐大,健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)復(fù)雜的特點(diǎn),研究了大型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的任務(wù)分解理論及 BDI多主體系統(tǒng)建模理論,結(jié)合專家知識(shí)與結(jié)構(gòu)分析案例,提出了基于BDIKRI的分層次大型結(jié)構(gòu)多主體健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)模型,通過(guò)知識(shí)學(xué)習(xí)與推理,提高了多主體系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度,搭建了大型鋁材壁板結(jié)構(gòu)BDIKRI多主體健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng),驗(yàn)證了體系結(jié)構(gòu)模型的正確性。
　?、漆槍?duì)大型

4、鋁材壁板結(jié)構(gòu)BDIKRI多主體健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中異質(zhì)主體間的通信難題,研究了基于 KQML和 Ontology的主體通信體系結(jié)構(gòu)框架,結(jié)合結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域知識(shí)擴(kuò)展設(shè)計(jì)了KQML的通信原語(yǔ),建立了面向多主體系統(tǒng)的分區(qū)域主動(dòng)式黑板通信模型,有效解決了實(shí)際工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)異質(zhì)主體間信息交換與傳輸問(wèn)題。
　?、轻槍?duì)合同網(wǎng)協(xié)作模型面向大型復(fù)雜系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)所帶來(lái)的協(xié)作效率低下問(wèn)題,提出了改進(jìn)的基于熟人集的合同網(wǎng)協(xié)作方法及基于案例推理的協(xié)作機(jī)制,

5、提升了復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)部各主體的協(xié)作效率,使自身資源、能力受限的單個(gè)主體通過(guò)高效的協(xié)作完成復(fù)雜的健康監(jiān)測(cè)任務(wù),并結(jié)合三種損傷的識(shí)別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　?、柔槍?duì)大型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的外部環(huán)境造成的診斷時(shí)變性、非線性和不確定性,建立了基于BDIKRI體系結(jié)構(gòu)模型的混合式多主體信息融合模型,有效減小了 BDIKRI中數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)層的冗余數(shù)據(jù),提高了多主體之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?實(shí)現(xiàn)了對(duì)各主體診斷結(jié)果的沖突消解,并對(duì)大型鋁材壁板結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的三種損傷識(shí)別進(jìn)行了信息