[發(fā)明專利]數(shù)字式無線沖擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng)時(shí)的沖擊辨識(shí)沖突消解方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310374168.4
• 申請(qǐng)日: 2013-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN103471799A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁慎芳;梅寒飛;任元強(qiáng);邱雷;錢偉峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M7/08
• 分類號(hào): G01M7/08
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)字式無線沖擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng)時(shí)的沖擊辨識(shí)沖突消解方法，屬于航空健康監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

復(fù)合材料具有比強(qiáng)度高、比剛度大、性能可設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)在各領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，尤其是大型航空結(jié)構(gòu)。歐洲的空客A380和A350-XWB大型民用客機(jī)的碳纖維復(fù)合材料用量分別達(dá)到了結(jié)構(gòu)總重的25%和53%，波音公司的B787大型民用客機(jī)復(fù)合材料用量為結(jié)構(gòu)總重的50%，然而，層合板復(fù)合材料在服役過程中不可避免的要承受各種沖擊，極易造成復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的內(nèi)部損傷并導(dǎo)致其力學(xué)性能退化，承載能力降低。因此對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行沖擊監(jiān)測(cè)，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性是具有迫切的應(yīng)用需求的。

小型化數(shù)字式無線沖擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)滿足小型化和低功耗的要求，將外部壓電傳感器陣列直接與系統(tǒng)內(nèi)的比較器陣列連接，壓電傳感器陣列輸出的沖擊響應(yīng)信號(hào)陣列經(jīng)過比較器陣列以后轉(zhuǎn)換為數(shù)字序列陣列，根據(jù)數(shù)字序列陣列實(shí)現(xiàn)沖擊區(qū)域的定位和報(bào)警，從而省略了常規(guī)被動(dòng)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和信號(hào)放大調(diào)理的硬件，具有廣泛的應(yīng)用情景。

在實(shí)際工程應(yīng)用中，特別是大型航空結(jié)構(gòu)，其監(jiān)測(cè)區(qū)域面積大，包含機(jī)翼、機(jī)身和垂尾等多個(gè)監(jiān)測(cè)部位，需要采用多個(gè)系統(tǒng)的組網(wǎng)監(jiān)測(cè)。然而當(dāng)多個(gè)數(shù)字式無線沖擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在同一結(jié)構(gòu)上組網(wǎng)監(jiān)測(cè)時(shí)，沖擊會(huì)造成多個(gè)數(shù)字式無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的響應(yīng)，如無有效的沖擊辨識(shí)沖突消解方法，將產(chǎn)生誤判。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種數(shù)字式無線沖擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng)時(shí)的沖擊辨識(shí)沖突消解方法，為多個(gè)數(shù)字式無線沖擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在同一結(jié)構(gòu)上組網(wǎng)監(jiān)測(cè)時(shí)提供一種沖擊辨識(shí)沖突消解方法，使其在現(xiàn)有沖擊區(qū)域定位功能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)大型航空結(jié)構(gòu)的沖擊組網(wǎng)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明在大型航空結(jié)構(gòu)的多區(qū)域沖擊監(jiān)測(cè)方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

?一種數(shù)字式無線沖擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng)時(shí)的沖擊辨識(shí)沖突消解方法，當(dāng)????????????????????????????????????????????????個(gè)數(shù)字式無線沖擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在同一結(jié)構(gòu)上組網(wǎng)監(jiān)測(cè)時(shí)，依據(jù)沖擊發(fā)生在某一系統(tǒng)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)時(shí)，該區(qū)域的傳感器距離沖擊發(fā)生位置最近的特點(diǎn)，提取傳感器響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換化后的數(shù)字序列陣列的高電平個(gè)數(shù)和上升沿個(gè)數(shù)作為特征參數(shù)，然后進(jìn)行辨識(shí)方法的特征參數(shù)選取，通過比較不同數(shù)字沖擊區(qū)域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特征參數(shù)，選擇最大特征參數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為辨識(shí)正確系統(tǒng)，屏蔽其他系統(tǒng)的響應(yīng)，避免產(chǎn)生誤判，所述為大于1的自然數(shù)。

所述辨識(shí)方法的特征參數(shù)選取有以下三種方法：

①選取個(gè)數(shù)字沖擊區(qū)域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一維特征參數(shù)高電平個(gè)數(shù)組成特征向量；

②選取個(gè)數(shù)字沖擊區(qū)域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一維特征參數(shù)上升沿個(gè)數(shù)組成特征向量；

③選取個(gè)數(shù)字沖擊區(qū)域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的二維特征參數(shù)高電平個(gè)數(shù)和上升沿個(gè)數(shù)組成二維特征向量；所述為大于1的自然數(shù)。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明為個(gè)數(shù)字式無線沖擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在同一結(jié)構(gòu)上組網(wǎng)監(jiān)測(cè)時(shí)提供一種沖擊辨識(shí)沖突消解方法，消除當(dāng)個(gè)數(shù)字式無線沖擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在同一結(jié)構(gòu)上組網(wǎng)監(jiān)測(cè)時(shí)，沖擊會(huì)造成個(gè)數(shù)字式無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的響應(yīng)而引起的沖擊辨識(shí)沖突。

本發(fā)明為適用于機(jī)載的數(shù)字式無線沖擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供了一種沖擊辨識(shí)沖突消解方法，使其在現(xiàn)有沖擊區(qū)域定位功能的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)大型航空復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的沖擊組網(wǎng)監(jiān)測(cè)而不出現(xiàn)沖擊誤判。

附圖說明

圖1?為數(shù)字式無線沖擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng)時(shí)的沖擊辨識(shí)沖突消解方法的實(shí)施流程圖。

圖2??大型航空結(jié)構(gòu)多系統(tǒng)組網(wǎng)監(jiān)測(cè)示意圖。

圖3?為沖擊事件發(fā)生在2號(hào)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)示意圖。

圖4??數(shù)字序列陣列一維特征向量和的分布圖。

圖5??數(shù)字序列陣列一維特征向量和的分布圖。

圖6??數(shù)字序列陣列二維特征向量和的分布圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明的一種數(shù)字式?jīng)_擊區(qū)域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng)時(shí)的沖擊辨識(shí)沖突消解方法的具體實(shí)施流程如圖1所示。

設(shè)在同一結(jié)構(gòu)上布置個(gè)數(shù)字式無線沖擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域；每個(gè)系統(tǒng)接入個(gè)布置在結(jié)構(gòu)上的壓電傳感器組成沖擊監(jiān)測(cè)用的壓電傳感器陣列，每個(gè)壓電傳感器與數(shù)字式無線沖擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部具有個(gè)比較器的比較器陣列的一個(gè)比較器連接，沖擊發(fā)生時(shí)，每個(gè)系統(tǒng)可以得到個(gè)通道的數(shù)字序列。設(shè)數(shù)字式無線沖擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集數(shù)字序列的采樣率為，數(shù)字序列的采樣長(zhǎng)度為。