港口大型機械金屬結(jié)構(gòu)應力在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)研究.pdf

1、經(jīng)濟全球化趨勢加速了港口物流業(yè)的發(fā)展，推動港口成為促進城市經(jīng)濟、區(qū)域經(jīng)濟乃至國民經(jīng)濟發(fā)展的紐帶。港口裝卸能力、作業(yè)效率的提高促使港口裝卸機械朝著大型化、高速化、自動化的方向不斷進步，同時也對機械裝備的安全管理提出更高要求。 金屬結(jié)構(gòu)是裝卸機械的支持構(gòu)架，用來支承機械各工作機構(gòu)自重以及外部載荷。港口大型機械通常具有荷載運動空間高、移動范圍大、載荷量重等特點，其安全可靠性尤為重要，從而突出了結(jié)構(gòu)的強度要求。應力應變測試是研究港口機械

2、結(jié)構(gòu)強度的重要手段。 傳感技術(shù)、通信技術(shù)、診斷技術(shù)等在工業(yè)領域的深度應用和發(fā)展，為結(jié)構(gòu)應力監(jiān)測與診斷提供了全面而有效的平臺。論文在分析國內(nèi)外監(jiān)測與診斷技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，針對機械設備現(xiàn)代化管理狀況，提出了港口大型機械結(jié)構(gòu)應力在線監(jiān)測與診斷的研究思想。從結(jié)構(gòu)應力監(jiān)測方法與診斷理論出發(fā)，結(jié)合實際工程項目，以可靠傳感、無線接入、分布式相結(jié)合的網(wǎng)絡監(jiān)測技術(shù)為基本構(gòu)架，建立港口大型機械結(jié)構(gòu)應力在線監(jiān)測與診斷神經(jīng)網(wǎng)絡專家系統(tǒng)。本課題研究對

3、保證港口機械安全、降低管理維護成本、提高港口設備管理水平具有一定的應用價值。 全文共分八章。第一章簡要闡述了研究目的和意義，并就國內(nèi)外有關機械結(jié)構(gòu)應力監(jiān)測和診斷技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)作出綜合評述。 第二章分析了港口大型機械結(jié)構(gòu)應力監(jiān)測與診斷的理論方法，對基于應變電測和基于光纖光柵傳感的應力監(jiān)測技術(shù)進行了對比研究。在分析基于前向推理的專家系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡自學習理論的基礎上，提出了運用改進BP算法構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡專家系統(tǒng)的診斷策略。

4、 第三章重點研究了Bragg光纖光柵應變傳感和解調(diào)理論。首先利用耦合模理論分析了Bragg光纖光柵的理論模型，建立了Bragg光纖光柵的應變傳感模型。在此基礎上研究分析了粘貼式應變傳感器的性能穩(wěn)定性。此外對光纖光柵傳感器波長信號的解調(diào)技術(shù)作了深入研究。 第四章重點研究了基于嵌入式系統(tǒng)的電阻應變電測技術(shù)。對電阻應變動態(tài)測試的方法、測量誤差、橋路作了深入分析，提出針對應變計及儀器可靠性的解決方案。分析了ARM9嵌入式系統(tǒng)在電

5、阻應變電測中的應用技術(shù)，研究了基于Profibus現(xiàn)場總線協(xié)議的嵌入式系統(tǒng)串行數(shù)據(jù)接口技術(shù)的實現(xiàn)。 第五章重點研究了基于GPRS的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，分別從GPRS與嵌入式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口、無線數(shù)傳網(wǎng)絡組網(wǎng)方式及數(shù)據(jù)中心服務器的負載均衡算法三個方面對其關鍵技術(shù)進行了研究。 第六章在系統(tǒng)論述港口大型機械結(jié)構(gòu)診斷的應力分析方法的基礎上，建立了結(jié)構(gòu)應力診斷專家系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡模型，研究了港口大型機械結(jié)構(gòu)應力診斷專家系統(tǒng)中神經(jīng)網(wǎng)絡知識