无线结构振动控制系统数据丢失率与时滞试验与建模

摘要

近年来，无线传感器网络技术发展迅速，已在土木工程结构监测方面得到成功应用，同时，国内外针对基于无线传感器网络的结构振动控制技术也开展了探索研究。与传统有线传感器相比，无线传感器网络信号传输过程中存在数据丢失、时滞等问题，这些将降低结构振动控制的效果，甚至影响控制系统的稳定。研究无线传感器网络信号传输过程中数据丢失率和时滞，并建立相应的数学模型，对基于无线传感器网络的结构振动控制具有非常重要的意义。目前在结构振动控制领域中有关控制系统的数据丢失率和时滞的研究报道较少，本文通过实验对无线传感器网络的数据丢失率、时滞以及控制系统中作动器时滞等开展研究，完成的主要内容和工作如下:
　　（1）对无线传感器网络特点、发展状况及无线传感器网络信号传输性能研究状况进行了综述，与上海牧坤科技联合开发研制了结构闭环控制的无线加速度传感器节点与无线接收、发送基站。
　　（2）设计了测试无线传感器数据丢失率实验系统，进行了无线室外传输实验，得到了10Hz，25Hz，50Hz，100Hz采样频率下无线数据在传输过程中的丢失率数据。
　　（3）运用最小二乘法、BP神经网络以及 GA-BP算法，分别建立了数据丢失率与距离的数学模型。
　　（4）设计了无线传感器网络时滞测试实验系统，进行了相关时滞测试实验，得到无线传感器网络数据传输时滞。
　　（5）进行了激振器作动时滞测试，总结前课题组成员磁致伸缩作动器时滞并采用最小二乘法和BP神经网络技术，建立了磁致伸缩作动器时滞与激励频率的模型。

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第一章 绪 论

1.1 无线传感器网络的简介

1.2 结构振动控制系统的进展

1.3 结构振动控制系统数据丢失率与时滞的研究进展

1.4 本文研究的主要内容

第二章 无线结构振动控制系统数据丢失率实验

2.1 概述

2.2. 无线传感器网络数据丢失率测试系统

2.3 结构振动控制系统数据丢失率测试

2.4 数据丢失率测试结果

2.5 本章小结

第三章 数据丢失率数学模型研究

3.1 概述

3.2 基于最小二乘法数据丢失率数学模型

3.3 基于 BP 神经网络数据丢失率数学模型

3.4 GA-BP 数据丢失率数学模型

3.5 本章小结

第四章 无线结构振动控制系统时滞测试与建模

4.1 概述

4.2 激振器时滞测试

4.3 无线传感系统时滞测试

4.4 作动器（磁致伸缩作动器）时滞

4.5 无线网络结构振动控制系统的整体时滞

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

一、总结

二、展望

参考文献

致谢

附录 A