[发明专利]基于信息融合的结构损伤诊断方法和结构损伤诊断系统

权利要求书

1.一种基于信息融合的结构损伤诊断方法，其特征在于，基站与至少一个簇头通信，每一所述簇头与至少一个传感节点通信，所述所有簇头之间进行信息共享，所述结构损伤诊断方法包括：

每一所述簇头接收来自所述基站的采集指令，并根据所述采集指令向簇内的各所述传感节点分配需求信息；

每一所述传感节点根据所述需求信息采集结构在时域下的特征量信号，采用自然激励技术NExT/随机减量技术RTD转化函数提取所述特征量信号的相关函数和权值，并将所述相关函数和权值发送给所在簇的簇头；

每一所述簇头根据簇内每一所述传感节点的相关函数和权值以及每一所述传感节点的位置估算出簇内结构的相关函数矩阵，采用特征系统实现ERA/易卜拉欣时域ITD算法获得所述相关函数矩阵的模态参数，将所述模态参数与预设健康状况参数进行对比得到簇内结构的损伤诊断信息，并将所述损伤诊断信息发送给所述基站；

所述基站根据每一所述簇头发送的损伤诊断信息生成损伤诊断报告；

所述传感节点包括无线传感器，所述无线传感器设置于所述结构上。

2.根据权利要求1所述的结构损伤诊断方法，其特征在于，每一所述簇头在将所述损伤诊断信息发送给所述基站的步骤具体包括：

每一所述簇头与相邻簇头进行损伤诊断信息的信息共享，以分析得到损伤系数；

每一所述簇头根据损伤系数确定损伤位置及损伤程度；

所有簇头中预先指定的母簇头从所有簇头中选择一个簇头作为控制器簇头；

所述控制器簇头将每一所述簇头的损伤位置及损伤程度发送给所述基站。

3.根据权利要求2所述的结构损伤诊断方法，其特征在于，所有簇头中预先指定的母簇头从所有簇头中选择一个簇头作为控制器簇头的步骤具体包括：

每一所述簇头将所述权值和所述模态参数进行数据融合得到损伤特征向量；

所有簇头中预先指定的母簇头将每一所述簇头的损伤特征向量进行比对，并根据比对结果选择一个簇头作为控制器簇头。

4.根据权利要求1所述的结构损伤诊断方法，其特征在于，所述每一所述簇头接收来自所述基站的采集指令，并根据所述采集指令向簇内的各所述传感节点分配需求信息之前，所述结构损伤诊断方法还包括：

所述基站与每一所述簇头和每一所述传感节点进行时间同步。

5.根据权利要求1所述的结构损伤诊断方法，其特征在于，所述预设健康状况参数在所述基站、所述簇头和所述传感节点进行初始通信部署时设定。

6.一种基于信息融合的结构损伤诊断系统，其特征在于，所述结构损伤诊断系统包括基站、簇头和传感节点，所述基站与至少一个簇头通信，每一所述簇头与至少一个传感节点通信，所述所有簇头之间进行信息共享，其中：

每一所述簇头用于接收来自所述基站的采集指令，并根据所述采集指令向簇内的各所述传感节点分配需求信息；

每一所述传感节点用于根据所述需求信息采集结构在时域下的特征量信号，采用自然激励技术NExT/随机减量技术RTD转化函数提取所述特征量信号的相关函数和权值，并将所述相关函数和权值发送给所在簇的簇头；

每一所述簇头还用于根据簇内每一所述传感节点的相关函数和权值以及每一所述传感节点的位置估算出簇内结构的相关函数矩阵，采用特征系统实现ERA/易卜拉欣时域ITD算法获得所述相关函数矩阵的模态参数，将所述模态参数与预设健康状况参数进行对比得到簇内结构的损伤诊断信息，并将所述损伤诊断信息发送给所述基站；

所述基站用于根据每一所述簇头发送的损伤诊断信息生成损伤诊断报告；

所述传感节点包括无线传感器，所述无线传感器设置于所述结构上。

7.根据权利要求6所述的结构损伤诊断系统，其特征在于，每一所述簇头具体用于与相邻簇头进行损伤诊断信息的信息共享，以分析得到损伤系数；以及根据损伤系数确定损伤位置及损伤程度；

所有簇头中预先指定的母簇头用于从所有簇头中选择一个簇头作为控制器簇头；

所述控制器簇头用于将每一所述簇头的所述损伤诊断信息发送给所述基站。