2、无人机与超轻型飞机电气系统在结构监测和电力供应中的应用

无人机与超轻型飞机电气系统在结构监测和电力供应中的应用

一、无人机用于民用基础设施振动推断

1.1 背景与动机

结构安全和健康监测的主要目标是确保结构的可持续性和耐久性，识别结构弱点以应对地震等危险事件。传统的结构健康监测（SHM）方法存在一些问题，如分析和实验技术可能因硬件和人为错误产生不确定性，基于传感器的SHM成本高、安装和维护复杂。智能手机虽可用于记录结构动态响应，但存在噪声过滤、与结构耦合等问题，且在某些结构上放置困难。相比之下，无人机（UAV）具有移动性和可访问性，成本低且无需安装，是一种更便捷的解决方案。

1.2 研究方法

1.2.1 测试对象选择

选择了一个带有混凝土外壳（屋顶和地板为混凝土）的钢结构试验桥进行研究，以监测其结构安全、耐久性和变形程度。

1.2.2 数据收集

• 智能手机数据收集 ：使用智能手机传感器收集桥梁的振动数据，为后续比较提供坚实的数据库。进行了一系列环境振动测试和动态加载实验。
• 无人机数据收集 ：无人机有两种获取振动数据的方式：一是使用其嵌入式加速度计；二是将智能手机作为载体放置在无人机上。

1.2.3 数据分析

• 有限元模型（FEM） ：创建FEM进行模型分析，采用模式叠加方法描述结构的位移模式，通过应用不同的载荷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。