MATLAB超长光纤光栅沉降管挠度计算算法研究(4)
由于光纤光栅监测的灵敏性和数据的连续性，注定了其在监测领域有着不可比拟的优势[4] [5] [6]。相比于传统的监测手段，光纤测得的数据连续准确，能够更加精准的分析构件的受力情况[7] [8]。现在光纤监测已进入了飞速发展的阶段，国内众多的研究所以及高校的研究人员对此项技术进行了深入的研究，并且已经取得了长足的进步[9]。
但是对光纤监测所得的海量数据进行处理并得到我们需要的位移量是一个相当麻烦的问题，若是利用传统的人工监测，手动处理数据不但费时费力，而且监测的时效性也得不到保证。随着科学的进步，计算机软件技术和相关监测设备的不断发展，数据的自动化处理与加工取得了突破性的进展。
1.2 研究内容
光纤光栅沉降管技术是一种新兴技术，近年来都取得了一定的进展和应用，基本能够满足工程各项需求。然而此项技术的沉降管挠度计算依然是个难题，是值得我们深入研究的方向。研究这个挠度计算算法就是要对具体工程进行具体的建模和调试，实现自动化处理数据得到挠度曲线。
应用MATLAB软件编程可以实现工程应变数据的读取和处理，而“超长光纤光栅沉降管挠度技术算法研究”就是在此基础上，将我们现阶段能够得到的光栅的变形量，通过MATLAB编程自动转换为整个沉降管挠度数据并显示其挠度曲线，实现结构沉降的实时监测。
本文所要讲述的就是在理论已经比较成熟，针对课题的详细情况而进行的实验。通过对比手动采集处理的数据与MATLAB程序处理得到数据，分析误差原因不断改进版本，直至结果相差无几，进而应用到工程当中去，进行健康监测。
1.3 研究方法
沉降管挠度计算的算法和实际应用是本次课题的重点。针对这样的一个目的，需要考虑沉降管的实际布设条件来建立相应的计算模型，并把该模型应用到实际工程中与，通过比较传统方法测得的沉降数据和本算法算得的沉降数据，确定该算法的正确性和精确度
1. 针对超长光纤光栅沉降管测量技术，首先查阅国内外相关文献，了解其测量原理，并结合MATLAB软件进行总结提出自己的挠度计算方案；
2. 通过网络以及书籍，自学MATLAB软件，掌握基本的编程技术，能够独立运用此软件解决简单的编程问题；
3. 与导师研究讨论超长光纤光栅沉降管的具体测量流程，针对测量结果，编写MATLAB程序，完成算法的研究，并在实际运用中调试其功能的实用性以及准确性。
以上三个步骤即是本次研究的一个主体过程，详细的设计过程和算法流程图会在本文后面章节有详细的阐述。
1.4 论文结构
论文主要有5章：
第2章主要讲光纤光栅沉降管技术，主要介绍了光纤光栅传感的原理和光纤光栅沉降管的基本原理以及光纤光栅沉降管的实际应用。
第3章介绍了本算法的工程理论研究，包括材料力学挠度计算理论研究、结构力学结构理论研究和数学理论研究等
第4章主要是阐述FBG沉降管挠度计算算法的实现流程，包括其中用到的最主要软件MATLAB的简介及其优点、算法各项功能的实现以及实际检验的效果。
第5章就本次的研究做了一个总结，也为以后的研究做了一个规划。
2 光纤光栅沉降管基本原理
2.1 概述
分布式沉降管主要由铝合金管和光纤光栅组成[10] 。如图2.1所示，沉降管长4米，每套沉降管包含4只光纤光栅传感器，分别处于第1米和第3米处的上下表面，按2米间距在铝合金管的上下表面对称位置封装光纤光栅传感器，并用结构胶对其进行固定，将4套光纤光栅传感器串联在一起，并在首尾熔接跳线，做成标准FC/APC接口，以备数据采集之用。
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