大型結構監(jiān)測多主體協(xié)作與融合技術.pdf

1、結構健康技術是智能材料結構研究的重要分支之一,主要通過集成在結構中的功能元件獲取結構健康狀態(tài)信息并對其進行安全評估。健康監(jiān)測技術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、結構復雜,所需要的傳感器、驅動器數(shù)量激增,相應的信號處理與損傷診斷也變得異常復雜,再加上這些結構大多工作在動態(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構健康監(jiān)測系統(tǒng)設計復雜度,對監(jiān)測系統(tǒng)不同部分進行有效的協(xié)調與管理

2、,從紛繁復雜的海量監(jiān)測數(shù)據(jù)中準確提取結構損傷特征并對結構健康狀態(tài)進行有效監(jiān)測與安全評估,本文應用任務分解理論將復雜系統(tǒng)分解為多個易于實現(xiàn)的子系統(tǒng)并構建了基于BDIKRI(Belief-Desire-Intention-Knowledge-Rule-Inference)體系結構模型的分層次大型結構多Agent健康監(jiān)測系統(tǒng),深入研究了多Agent間的協(xié)作、協(xié)調機制及多源信息融合機制。針對航空鋁材壁板結構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:
　　⑴針對實際工程結構體積龐大,健康監(jiān)測系統(tǒng)復雜的特點,研究了大型結構健康監(jiān)測系統(tǒng)的任務分解理論及 BDI多主體系統(tǒng)建模理論,結合專家知識與結構分析案例,提出了基于BDIKRI的分層次大型結構多主體健康監(jiān)測系統(tǒng)體系結構模型,通過知識學習與推理,提高了多主體系統(tǒng)的整體運行效率和結構健康監(jiān)測準確度,搭建了大型鋁材壁板結構BDIKRI多主體健康監(jiān)測系統(tǒng),驗證了體系結構模型的正確性。
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4、鋁材壁板結構BDIKRI多主體健康監(jiān)測系統(tǒng)中異質主體間的通信難題,研究了基于 KQML和 Ontology的主體通信體系結構框架,結合結構健康監(jiān)測領域知識擴展設計了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構健康監(jiān)測系統(tǒng)異質主體間信息交換與傳輸問題。
　?、轻槍贤W(wǎng)協(xié)作模型面向大型復雜系統(tǒng)應用時所帶來的協(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)作完成復雜的健康監(jiān)測任務,并結合三種損傷的識別進行了實驗驗證。
　　⑷針對大型結構復雜的外部環(huán)境造成的診斷時變性、非線性和不確定性,建立了基于BDIKRI體系結構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)了對各主體診斷結果的沖突消解,并對大型鋁材壁板結構常見的三種損傷識別進行了信息