[00732046]智能传感器在柔性悬索结构安全监控中的应用研究

该项目是一个复杂的系统工程，涉及弹性理论、控制理论、光纤传感理论、动力学理论、优化理论、计算机软件技术、硬件技术等多学科多领域的知识内容。采用理论分析与实验研究相结合、专业研究人员与现场工程师相结合的方式设计方案。主要研究了适用于悬索结构对振动、位移、加速度等参数实时监测的智能MEMS传感器技术。微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件的集成技术；传感器结构参数和传感性能之间的关系；传感器的封装技术；传感器的安装技术；建立加速度传感器初始安装误差模型和安装系统影响模型。通过对索网结构几何非线性及状态非线性的分析，采用有限元离散分析的方法，建立主动控制结构的动力学分析模型；并采用有限元分析软件ANSYS对其在各种荷载作用下的动态响应进行分析。主要研究多测点、多参量信号的同步自动采集与转换、数据分析与处理技术；信息融合、数据挖掘等技术。采用悬索结构有限元理论，对柔性悬索结构进行动力学分析，通过大型有限元软件ANSYS进行数值仿真，采用遗传算法求解应力、应变、振动振幅、挠度、倾角等的最优值，在满足测试要求下进行各类传感器的最优布置。研究所设计的智能MEMS传感器测试系统简单可靠、操作方便、测试精度和测试灵敏度高、测试性能稳定的特点，具有重要的经济效益和社会效益。