关于以MEMS为基础的数字加速仪传感器网络对内部和节点间采样变量的影响:初步数值调查

科学领域:

• 结构健康监测 (SHM)
• 基于振动的分析
• 测量学

背景情况:

• 运营模式参数是SHM的关键,但分布式传感器网络的时间不确定性带来了挑战.
• 现代SHM系统中的数字MEMS加速度计需要精确的同步,因为时钟不规则导致非决定性采样.

研究的目的:

• 在分布式SHM系统中量化时间变量的模式参数估计的影响.
• 使用蒙特卡洛框架将时间不确定性传播到模态量.
• 评估时钟变化对损坏检测能力的影响.

主要方法:

• 使用共变率驱动的随机子空间识别 (SSI-COV) 来识别模态参数.
• 使用基于蒙特卡洛的框架传播时间不确定性.
• 模拟在钢架梁有限元模型上的节点内部和节点内部的时钟不规则.

主要成果:

• 时钟可变性显著影响模式形状估计,并引入自然频率和减噪比率的系统偏差.
• 增加时间不规则导致信任区间更宽,表明模式参数识别的不确定性更高.
• 该研究提供了对基于振动的SHM时钟可变性所造成的限制的计量见解.

结论:

• 时间变化是影响分布式SHM系统可靠性的关键因素.
• 为设计具有独立计时节点的强大监控系统提供了指导.
• 了解和减轻时钟变化效应对于准确检测损伤至关重要.