大型結(jié)構(gòu)監(jiān)測多主體協(xié)作與融合技術(shù).pdf

1、結(jié)構(gòu)健康技術(shù)是智能材料結(jié)構(gòu)研究的重要分支之一,主要通過集成在結(jié)構(gòu)中的功能元件獲取結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)信息并對其進行安全評估。健康監(jiān)測技術(shù)在從實驗室階段向工程實用階段前進的過程中,由于面對的監(jiān)測對象大多體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,所需要的傳感器、驅(qū)動器數(shù)量激增,相應(yīng)的信號處理與損傷診斷也變得異常復(fù)雜,再加上這些結(jié)構(gòu)大多工作在動態(tài)變化的惡劣的環(huán)境下,不可避免的會遇到各種難題。為了降低實際工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜度,對監(jiān)測系統(tǒng)不同部分進行有效的協(xié)調(diào)與管理

2、,從紛繁復(fù)雜的海量監(jiān)測數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確提取結(jié)構(gòu)損傷特征并對結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)進行有效監(jiān)測與安全評估,本文應(yīng)用任務(wù)分解理論將復(fù)雜系統(tǒng)分解為多個易于實現(xiàn)的子系統(tǒng)并構(gòu)建了基于BDIKRI(Belief-Desire-Intention-Knowledge-Rule-Inference)體系結(jié)構(gòu)模型的分層次大型結(jié)構(gòu)多Agent健康監(jiān)測系統(tǒng),深入研究了多Agent間的協(xié)作、協(xié)調(diào)機制及多源信息融合機制。針對航空鋁材壁板結(jié)構(gòu)對研究成果進行了功能驗證。
　　

3、本文的主要研究工作與創(chuàng)新點如下:
　?、裴槍嶋H工程結(jié)構(gòu)體積龐大,健康監(jiān)測系統(tǒng)復(fù)雜的特點,研究了大型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的任務(wù)分解理論及 BDI多主體系統(tǒng)建模理論,結(jié)合專家知識與結(jié)構(gòu)分析案例,提出了基于BDIKRI的分層次大型結(jié)構(gòu)多主體健康監(jiān)測系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)模型,通過知識學(xué)習(xí)與推理,提高了多主體系統(tǒng)的整體運行效率和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測準(zhǔn)確度,搭建了大型鋁材壁板結(jié)構(gòu)BDIKRI多主體健康監(jiān)測系統(tǒng),驗證了體系結(jié)構(gòu)模型的正確性。
　?、漆槍Υ笮?/p>

4、鋁材壁板結(jié)構(gòu)BDIKRI多主體健康監(jiān)測系統(tǒng)中異質(zhì)主體間的通信難題,研究了基于 KQML和 Ontology的主體通信體系結(jié)構(gòu)框架,結(jié)合結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域知識擴展設(shè)計了KQML的通信原語,建立了面向多主體系統(tǒng)的分區(qū)域主動式黑板通信模型,有效解決了實際工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)異質(zhì)主體間信息交換與傳輸問題。
　　⑶針對合同網(wǎng)協(xié)作模型面向大型復(fù)雜系統(tǒng)應(yīng)用時所帶來的協(xié)作效率低下問題,提出了改進的基于熟人集的合同網(wǎng)協(xié)作方法及基于案例推理的協(xié)作機制,

5、提升了復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)部各主體的協(xié)作效率,使自身資源、能力受限的單個主體通過高效的協(xié)作完成復(fù)雜的健康監(jiān)測任務(wù),并結(jié)合三種損傷的識別進行了實驗驗證。
　　⑷針對大型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的外部環(huán)境造成的診斷時變性、非線性和不確定性,建立了基于BDIKRI體系結(jié)構(gòu)模型的混合式多主體信息融合模型,有效減小了 BDIKRI中數(shù)據(jù)監(jiān)測層的冗余數(shù)據(jù),提高了多主體之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?實現(xiàn)了對各主體診斷結(jié)果的沖突消解,并對大型鋁材壁板結(jié)構(gòu)常見的三種損傷識別進行了信息