[發明專利]基于信息融合的結構損傷診斷方法和結構損傷診斷系統

有效

• 申請號: 201610677143.5
• 申請日: 2016-08-16
• 公開（公告）號: CN106370444B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 楊進;許烈平;柳成蔭;宋大鵬
• 申請（專利權）人: 深圳高速工程檢測有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司44372
• 代理人: 宋建平

1.一種基于信息融合的結構損傷診斷方法，其特征在于，基站與至少一個簇頭通信，每一所述簇頭與至少一個傳感節點通信，所述所有簇頭之間進行信息共享，所述結構損傷診斷方法包括：

每一所述簇頭接收來自所述基站的采集指令，并根據所述采集指令向簇內的各所述傳感節點分配需求信息；

每一所述傳感節點根據所述需求信息采集結構在時域下的特征量信號，采用自然激勵技術NExT/隨機減量技術RTD轉化函數提取所述特征量信號的相關函數和權值，并將所述相關函數和權值發送給所在簇的簇頭；

每一所述簇頭根據簇內每一所述傳感節點的相關函數和權值以及每一所述傳感節點的位置估算出簇內結構的相關函數矩陣，采用特征系統實現ERA/易卜拉欣時域ITD算法獲得所述相關函數矩陣的模態參數，將所述模態參數與預設健康狀況參數進行對比得到簇內結構的損傷診斷信息，并將所述損傷診斷信息發送給所述基站；

所述基站根據每一所述簇頭發送的損傷診斷信息生成損傷診斷報告；

所述傳感節點包括無線傳感器，所述無線傳感器設置于所述結構上。

2.根據權利要求1所述的結構損傷診斷方法，其特征在于，每一所述簇頭在將所述損傷診斷信息發送給所述基站的步驟具體包括：

每一所述簇頭與相鄰簇頭進行損傷診斷信息的信息共享，以分析得到損傷系數；

每一所述簇頭根據損傷系數確定損傷位置及損傷程度；

所有簇頭中預先指定的母簇頭從所有簇頭中選擇一個簇頭作為控制器簇頭；

所述控制器簇頭將每一所述簇頭的損傷位置及損傷程度發送給所述基站。

3.根據權利要求2所述的結構損傷診斷方法，其特征在于，所有簇頭中預先指定的母簇頭從所有簇頭中選擇一個簇頭作為控制器簇頭的步驟具體包括：

每一所述簇頭將所述權值和所述模態參數進行數據融合得到損傷特征向量；

所有簇頭中預先指定的母簇頭將每一所述簇頭的損傷特征向量進行比對，并根據比對結果選擇一個簇頭作為控制器簇頭。

4.根據權利要求1所述的結構損傷診斷方法，其特征在于，所述每一所述簇頭接收來自所述基站的采集指令，并根據所述采集指令向簇內的各所述傳感節點分配需求信息之前，所述結構損傷診斷方法還包括：

所述基站與每一所述簇頭和每一所述傳感節點進行時間同步。

5.根據權利要求1所述的結構損傷診斷方法，其特征在于，所述預設健康狀況參數在所述基站、所述簇頭和所述傳感節點進行初始通信部署時設定。

6.一種基于信息融合的結構損傷診斷系統，其特征在于，所述結構損傷診斷系統包括基站、簇頭和傳感節點，所述基站與至少一個簇頭通信，每一所述簇頭與至少一個傳感節點通信，所述所有簇頭之間進行信息共享，其中：

每一所述簇頭用于接收來自所述基站的采集指令，并根據所述采集指令向簇內的各所述傳感節點分配需求信息；

每一所述傳感節點用于根據所述需求信息采集結構在時域下的特征量信號，采用自然激勵技術NExT/隨機減量技術RTD轉化函數提取所述特征量信號的相關函數和權值，并將所述相關函數和權值發送給所在簇的簇頭；

每一所述簇頭還用于根據簇內每一所述傳感節點的相關函數和權值以及每一所述傳感節點的位置估算出簇內結構的相關函數矩陣，采用特征系統實現ERA/易卜拉欣時域ITD算法獲得所述相關函數矩陣的模態參數，將所述模態參數與預設健康狀況參數進行對比得到簇內結構的損傷診斷信息，并將所述損傷診斷信息發送給所述基站；

所述基站用于根據每一所述簇頭發送的損傷診斷信息生成損傷診斷報告；

所述傳感節點包括無線傳感器，所述無線傳感器設置于所述結構上。

7.根據權利要求6所述的結構損傷診斷系統，其特征在于，每一所述簇頭具體用于與相鄰簇頭進行損傷診斷信息的信息共享，以分析得到損傷系數；以及根據損傷系數確定損傷位置及損傷程度；

所有簇頭中預先指定的母簇頭用于從所有簇頭中選擇一個簇頭作為控制器簇頭；

所述控制器簇頭用于將每一所述簇頭的所述損傷診斷信息發送給所述基站。