2、无人机在土木基础设施振动推断及轻型飞机电气系统设计中的应用

无人机在土木基础设施振动推断及轻型飞机电气系统设计中的应用

1. 土木基础设施振动推断中无人机的应用

结构安全与健康监测的主要目标是保障结构的可持续性和耐久性，通过识别结构的薄弱点，可为地震等危险事件采取预防或事后措施。传统的结构性能评估分析和实验技术虽有一定基础，但因硬件和人为误差存在不确定性，且基于传感器的结构健康监测（SHM）成本高、安装和维护复杂。

以往研究表明，使用传感器记录结构的动态响应有助于更准确地了解其动力学特性，但传感器安装成本高且部分位置难以维护。智能手机加速度计在振动频率测量上有一定误差，且存在噪声过滤、与结构耦合等问题，在一些结构上放置也存在困难。而无人机（UAV）具有移动性和可及性，成本低且无需安装，是一种便捷的解决方案。

在研究初期，使用智能手机进行了大量测试，建立数据库以验证无人机获取的振动数据。收集无人机数据后，进行数据分析，并开展有限元模型和时程分析，以验证使用无人机传感器收集振动数据的可能性。

1.1 研究方法

为了解不同条件下的结构行为并测试使用无人机获取振动数据的可能性，选择了一座带混凝土外壳的钢结构试验桥进行研究。使用智能手机传感器收集桥梁的振动数据，为后续比较提供了坚实的数据库，并进行了一系列环境振动测试和动态加载实验。

创建有限元模型（FEM）进行模型分析，采用模态叠加法描述结构的位移模式。使用传感器获取的振动数据通过有限元模型进行分析，通过施加不同的荷载组合找到结构的固有频率，并与MATLAB测试数据分析得到的频率进行比较。开发MATLAB模型分析结构的动态响应，使用“Seismometer”应用程序确定结构频率，将测量数据以CSV文件形式传输到MATLAB进行分析，观