1. 研究目的与意义
由于复合材料具有比强度高、比刚度高和可设计性强等特点在航空航天领域具有广泛的应用。
飞行器在制造、运行以及维修过程中易受到外界物体和内部结构的低速冲击，如飞鸟相撞、螺丝钉等小零件遗留在结构内部在飞行过程中产生的冲击荷载等。
大量研究表明，低速冲击易造成复合材料结构的不可见损伤，该损伤可能会使得复合材料的力学性能发生严重退化，结构的承载能力大幅度下降，严重威胁飞行器结构的安全性能。
2. 课题关键问题和重难点
课题关键问题：1. 遍布冲击复合材料层合板上的样本点，再将FBG传感器收集到的冲击信号通过小波包变换提取各个频段能量并建立数据库；2. 冲击板上的任意位置提取FBG信号，并作小波包变换提取小波包能量特征向量；3. 通过相似度匹配完成冲击定位。
课题难点：1. 采用FBG传感器实现冲击定位系统的搭建；2. 通过FBG传感器实现冲击信号的采集，最终建立复合材料结构冲击信号数据库；3. 小波包变换原理，并将其应用于能量特征向量的提取；4. 相似性匹配算法于小波包变换相结合实现冲击定位的理论；5. Matlab实现小波包能量特征向量的提取以及能量特征向量的相似性匹配。
3. 国内外研究现状（文献综述）
目前关于冲击定位技术的研究主要分为两类，即：基于时间延迟的研究和基于应力波信号特征的研究。
基于时间延迟的研究是传统研究冲击定位的方法：TribikramKundu[1]等人通过在复合材料层合板上粘贴3个传感器，测得各点接收到信号的时间延迟，再根据复合板上各个方向的传播速度来实现定位；Chan Yik Park[2]等人通过在复合材料板上粘贴4个传感器，测得各点接收到冲击信号的时间差，再建立神经网络来实现定位；苏永振 [3]等人为了提高复合材料结构冲击定位的精度和实时性, 将阵列信号处理技术引入到结构健康监测领域, 提出了利用小波变换和多重信号分类算法实现复合材料结构冲击定位的新方法：通过小波变换提取冲击响应信号某一窄带频率成分，运用多重信号分类(MUSIC)算法实现冲击源到达方向的估计；根据 Lamb 波传播特性，用小波变换求出某一中心频率下的对称模式和反对称模式的 Lamb 波到达同一传感器的时间差，结合对称模式和反对称模式 Lamb 的速度差就可以估计出冲击源到达传感器的距离，实现冲击定位。
钟永腾[4]等人针对一维线性传感器阵列的盲区问题，研究了基于梅花阵列的二维多重信号分类(2D－MUSC)冲击定位方法。
4. 研究方案
在掌握理论知识的基础上，采用以下方案实现冲击定位：首先，遍布复合材料层合板上的样本点，将FBG传感器收集到的冲击信号通过小波变换提取各个频段能量并建立数据库。
然后，再次冲击板上的任意位置提取FBG信号，并作小波包变换提取小波包能量特征向量。
最后，通过相似度匹配算法实现冲击定位。
5. 工作计划
第 1周：接受任务书，领会课题含义，熟悉课题，按要求查找相关资料；第 2周：阅读相关资料，分析整理资料，理解有关内容；第 3周：翻译相关英文资料，提出拟完成本课题的方案，写出相关开题报告一份；第 4周：进行光纤传感器和光纤传感测量系统理论知识学习；第 5周：进行冲击定位的基本方法学习，研究光纤数据信号分析和处理方法；第 6周：进行基于光纤传感测量系统的冲击定法实验设计；第 7周：进行光纤传感测量系统的冲击测量工作，进行大量的实验，获得实验数据；第 8周：继续进行光纤传感测量系统的冲击测量工作，提取有效的系统光纤数据；第 9周：对测量实验采集到的光纤数据信号进行处理和分析，实现光纤数据信号到力学信号之间的转换，进一步实现信号的滤波，有用信号的提取；第10周：完成基于光纤传感测量系统的冲击信号监测与定位的整体设计；第11周：总结设计成果，提出进一步需要解决的问题与研究的方法；第12周：整理设计资料，完成设计论文，将毕业设计论文成果按规范形式整理装订成册交指导教师批阅；第13周：认真全面总结毕业设计工作，完善设计论文，准备答辩，评阅教师评阅论文；第14周：准备参加答辩。
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
