传感器优化布置研究现状与展望.pdf

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1、4传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第ll期传感器优化布置研究现状与展望刘艳，刘贵杰，刘波(1．中国海洋大学工程学院，山东青岛266100：2．中国人民解放军91872部队，山东青岛266012)摘要：传感器优化布置是一个组合优化问题，在结构健康监测／检测系统中具有重要意义。优化方法的选择直接关系到优化计算的效率和可行性。基于不同优化方法的基本原理，对目前用于传感器优化布置的，L种优化算法的研究进展进行分类介绍，对传感器优化布置研究中存在的问题进行了分析，并对其发展趋势进行了展望。关键词：传感器优化布置；

2、优化方法；算法；检测中图分类号：TP212．9文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)11-0004-03Researchstatusandprospect0noptimalplacementn：l：0lSenS0rIIUYan，LIUGui．iie，LIUB0(1．CollegeofEngineering，OceanUniversityofChina，Qingdao266100，China；2．91872PLATroops，Qingdao266012，China)Abstract：Optimalplacementofsensorsisacombinatorial

3、optimizationproblemwhichisofgreatsignificanceinstructuralhealthmonitoring／detectionsystem．Optimizationmethoddirectlyrelatedtothefeasibilityandefficiencyofoptimizationcalculation．Accordingtothebasicprinciplesofdifferentoptimizationmethods，aclassifiedintroductionfortheresearchstatusofoptimizat

4、ionalgorithmsusedforoptimalplacementofsensorwasgiven．Theproblemsexitedintheoptimalplacementresearchofsensorwereanalyed，anditsdevelopmenttrendwasprospected．Keywords：optimalplacementofsensor；optimizationmethod；algorithm；detection0引言重要的影响。考虑到实际场地条件和经济条件等因素，只能随着科技的进步，现代工业的发展和未来的人类需求，在空间结构的有限位置上布

5、置相对较少的传感器，因此，传现代空间结构正在向着大型化、复杂化的方向发展。一些感器的布置应该满足以下2个目标：1)最大程度地反映空间大型航空航天器、核工程及侨梁，乃至当代高层建筑等结构结构的信息；2)对空间结构的状态变化足够敏感。在使用过程巾都有可能会出现局部的破损，这些局部破损1传感器优化布置研究现状虽然不会立即导致整个结构的破坏，但它对整个结构的安要进行传感器的优化布置，首先要确定优化布置准则全构成了潜在的危险。应力集中、疲劳等诸多因素的影响即优化的目标函数，传感器的优化布置基于不同的目的有会使局部破损不断扩展和增大，导致整个结构的承载illJ不同的准则，可构造不同的目标函

6、数，通过对目标函数的优下降，甚至造成整个结构的破坏。其结果是，不仅缩短了结化得出最终的优化布置结果；其次，必须选用适当的优化方构的使用寿命，而且还威胁到生命和财产的安全。法。传感器布置是一个组合优化问题，它的求解仍然是研结构健康监测／检测是近年来发展起来的一种新的无损究的热点之一。优化方法的选择直接关系到优化计算的效检测技术，是传感器技术、信号处理技术、自动控制和数据库率和可行性，目前已提出了多种优化处理方法。等技术的交叉领域。传感器优化布置是设计结构健康监i~t／1．1序列法检测系统的关键问题之一，它对数据采集的有效性有着至关传感器优化布置中的序列法的基本原理是应尽量使收稿日

7、期：2010-04—19基金项目：山东省自然科学基金资助项目(ZR2009FM011)第1l期刘艳，等：传感器优化布置研究现状与展望5MAC矩阵的最大非对角元最小。对振型矩阵进行QR分解上的全局最优，但对于测量模态的正交性和测量模态对结后，初步拟定出1组测点自由度，尽管最终并不依赖于这种构待识别参数的信息含量这2个指标是有足够保障的。估计，但初步的选择越精确，后面的计算工作就越少。初步1．3有效独立法测点自由度确定后，即可从剩余可选取的模型自由度中每KammerDC[6提出的有效独立法(EI