| 摘要 | 第6-8页 |
| ABSTRACT | 第8-10页 |
| 第一章 绪论 | 第14-39页 |
| 1.1 课题来源 | 第14页 |
| 1.2 课题研究目的和意义 | 第14-17页 |
| 1.3 FBG光栅感知基本原理 | 第17-21页 |
| 1.3.1 FBG应变感知技术 | 第17-19页 |
| 1.3.2 光纤光栅复用及解调技术 | 第19-21页 |
| 1.4 FBG智能结构形态感知与重构研究现状 | 第21-30页 |
| 1.4.1 结构振动检测与形态重构 | 第22-26页 |
| 1.4.2 柔性板状结构形态重构方法 | 第26-27页 |
| 1.4.3 临场可视化技术 | 第27-29页 |
| 1.4.4 传感器封装与标定 | 第29-30页 |
| 1.5 传感网络优化布局 | 第30-33页 |
| 1.5.1 优化问题 | 第31-32页 |
| 1.5.2 针对传感网络布局的优化技术 | 第32-33页 |
| 1.6 论文研究目标和技术路线 | 第33-35页 |
| 1.6.1 论文研究目标 | 第33-34页 |
| 1.6.2 论文技术路线 | 第34-35页 |
| 1.7 论文主要研究内容 | 第35-38页 |
| 1.8 本章小结 | 第38-39页 |
| 第二章 基于模态位移叠加的空间曲面重构算法 | 第39-46页 |
| 2.1 引言 | 第39页 |
| 2.2 系统的固有频率和固有振型 | 第39-40页 |
| 2.3 系统的应变模态位移矩阵 | 第40页 |
| 2.4 重构算法仿真分析 | 第40-45页 |
| 2.4.1 重构效果分析方法 | 第41页 |
| 2.4.2 仿真实验与分析 | 第41-45页 |
| 2.5 本章小结 | 第45-46页 |
| 第三章 基于正交曲线网的空间曲面重构算法 | 第46-72页 |
| 3.1 引言 | 第46页 |
| 3.2 曲率的转化及连续化 | 第46-48页 |
| 3.2.1 曲率的转化 | 第46-47页 |
| 3.2.2 曲率连续化 | 第47-48页 |
| 3.3 基本坐标变换算法 | 第48-50页 |
| 3.3.1 坐标平移 | 第48页 |
| 3.3.2 坐标旋转 | 第48-49页 |
| 3.3.3 坐标转换 | 第49-50页 |
| 3.3.4 获取法向量 | 第50页 |
| 3.4 正交曲线网的构建 | 第50-53页 |
| 3.5 节点坐标递推 | 第53-55页 |
| 3.6 运动坐标系耦合变换 | 第55-57页 |
| 3.7 重构算法仿真分析 | 第57-71页 |
| 3.7.1 仿真实验环境搭建 | 第57-67页 |
| 3.7.2 仿真实验分析 | 第67-71页 |
| 3.8 本章小结 | 第71-72页 |
| 第四章 FBG传感网络优化布局方法 | 第72-89页 |
| 4.1 引言 | 第72页 |
| 4.2 实验结构模型力学分析 | 第72-77页 |
| 4.2.1 实验模型设计 | 第72-73页 |
| 4.2.2 板状结构振动模态分析 | 第73-76页 |
| 4.2.3 总体应变分布计算 | 第76-77页 |
| 4.3 传感器配置方法 | 第77-79页 |
| 4.3.1 FBG传感器设计的基本技术参数 | 第77-78页 |
| 4.3.2 光纤光栅网络分析仪的技术参数 | 第78-79页 |
| 4.3.3 每个通道的光栅点数量确定 | 第79页 |
| 4.4 优化问题描述 | 第79-82页 |
| 4.4.1 针对模态位移叠加法的传感器优化布局问题描述 | 第79-81页 |
| 4.4.2 针对正交曲线网法的传感器优化布局问题描述 | 第81-82页 |
| 4.5 粒子群算法求解 | 第82-83页 |
| 4.6 优化布局方法仿真分析 | 第83-88页 |
| 4.6.1 模态位移叠加法优化布局仿真分析 | 第83-86页 |
| 4.6.2 正交曲线网法优化布局仿真分析 | 第86-88页 |
| 4.7 本章小结 | 第88-89页 |
| 第五章 重构精度评价方法研究 | 第89-100页 |
| 5.1 引言 | 第89页 |
| 5.2 静态精度评价方法 | 第89-90页 |
| 5.3 动态精度评价方法 | 第90-97页 |
| 5.3.1 系统模型构建 | 第90-93页 |
| 5.3.2 通道参数求解及数据误差分析 | 第93-96页 |
| 5.3.3 仿真实验模型设计 | 第96-97页 |
| 5.4 仿真实验验证 | 第97-99页 |
| 5.5 本章小结 | 第99-100页 |
| 第六章 实验验证环境构建与软硬件设计 | 第100-120页 |
| 6.1 引言 | 第100页 |
| 6.2 实验平台结构设计 | 第100-101页 |
| 6.3 实验对象制作 | 第101-110页 |
| 6.3.1 传感器布局设计 | 第101-104页 |
| 6.3.2 光纤FBG光栅设计 | 第104-108页 |
| 6.3.3 基板选择与传感器粘贴 | 第108-110页 |
| 6.4 仪器设备选型 | 第110-111页 |
| 6.5 测量系统设计 | 第111-112页 |
| 6.5.1 应变测量系统设计 | 第111-112页 |
| 6.5.2 位移测量系统设计 | 第112页 |
| 6.6 实验平台软件开发 | 第112-119页 |
| 6.6.1 软件体系结构设计 | 第113-115页 |
| 6.6.2 服务器软件设计 | 第115-117页 |
| 6.6.3 客户端软件设计 | 第117-119页 |
| 6.7 本章小结 | 第119-120页 |
| 第七章 实验验证与数据分析 | 第120-149页 |
| 7.1 引言 | 第120页 |
| 7.2 传感器在线标定实验 | 第120-126页 |
| 7.2.1 在线标定方法分析 | 第120-123页 |
| 7.2.2 标定实验 | 第123-126页 |
| 7.3 模态位移叠加法验证实验 | 第126-133页 |
| 7.3.1 静态形变重构实验 | 第128-130页 |
| 7.3.2 振动形态重构实验 | 第130-133页 |
| 7.4 正交曲线网法验证实验 | 第133-139页 |
| 7.4.1 静态形变重构实验 | 第134-136页 |
| 7.4.2 振动形态重构实验 | 第136-139页 |
| 7.5 算法对比实验与分析 | 第139-141页 |
| 7.5.1 静态形变重构实验结果对比 | 第139页 |
| 7.5.2 振动形态重构实验结果对比 | 第139-141页 |
| 7.5.3 算法运算效率对比分析 | 第141页 |
| 7.6 实验误差分析 | 第141-148页 |
| 7.6.1 实验对象制作引起的误差 | 第142-143页 |
| 7.6.2 温度变化引起的误差 | 第143-144页 |
| 7.6.3 标定实验引起的误差 | 第144-145页 |
| 7.6.4 重构算法引起的误差 | 第145-146页 |
| 7.6.5 数据测量引起的误差 | 第146-148页 |
| 7.7 本章小结 | 第148-149页 |
| 第八章 结论与展望 | 第149-153页 |
| 8.1 结论 | 第149-151页 |
| 8.2 展望 | 第151-153页 |
| 参考文献 | 第153-163页 |
| 作者在攻读博士学位期间科研论文发表及专利申请情况 | 第163-165页 |
| 作者在攻读博士学位期间所参加的主要科研项目 | 第165-166页 |
| 致谢 | 第166页 |