【技术实现步骤摘要】
:本专利技术涉及一种基于模糊控制算法的复合材料结构损伤自修复系统及方法,其基于光纤传感技术和微控制器技术以及模糊控制技术,涉及一种新型光纤传感器的物理结构,同时涉及一种基于模糊控制算法的复合材料结构损伤自修复方法,其中,通过模糊控制的方法控制继电器的开合,从而控制通信光源和修复光源在复合材料发生损伤的情况下及时转换,实现复合材料结构损伤自修复。
技术介绍
:复合材料损伤的健康监测一直以来都是研究热点,因为复合材料的健康状况影响重大,尤其在航空航天事业方面具有深刻的意义。目前复合材料结构已广泛应用于飞行器中。飞行器在工作中难免会承受各种冲击,如:翼面同飞鸟的撞击、受到枪击、起落过程中跑道上障碍物对滑轮的影响、维护时的工具掉落在了飞行器的表面等,一个小的损伤就可以带来致命的灾难。因此通过监测损伤的程度以及位置来保证飞行器运行的安全是非常必要的。复合材料损伤定位和损伤程度的判断也成了近年来研究的热点课题,当然现在也取得了不少的科研成果。智能结构的功能应该包含两部分的内容,一个是自诊断和自修复。近年来,光纤在智能复合材料中的自诊断应用研究的已经比较深入,也取得显著的成果。目前在智能复合材料监测系统中应用最多是光纤光栅传感器,但是光纤光栅只能作为传感元件监测复合材料的健康状态,当材料发生损伤时,不能对材料进行及时修复,且当材料受损光纤也受损,不再具有损伤自诊断功能。本专利技术是根据内置胶囊仿生自修复机理设计的一套自修复系统 ...
【技术保护点】
一种基于模糊控制算法的复合材料结构损伤自修复系统,其特征在于:包括光源模块(101)、液芯光纤智能结构模块(102)、光电检测模块(103)、微控制器模块(104)、模数转换模块(401)、蜂鸣器模块(402)、数码显示器模块(403)、继电器模块(404);所述光源模块(101)包括通信光源和修复光源,所述光源模块(101)的开关与继电器模块(404)相连;所述液芯光纤智能结构模块(102)以复合材料为基材,在复合材料中埋入液芯光纤;所述光电检测模块(103)包括光电转换模块(301)和信号放大模块(302),所述光电转换模块(301)采用光电三极管(105)串联一个大小为50欧姆的电阻,所述信号放大模块(302)采用差分放大器AD626,所述通信光源和修复光源照射于液芯光纤智能结构模块(102)的一端,所述液芯光纤智能结构模块(102)的另一端连接光电三极管(105);所述微控制器模块(104)采用通用处理器AT89S51,所述处理器AT89S51的P1.0口连接蜂鸣器模块(402),P2口连接数码显示器模块(403),控制数码显示器模块(403)的显示,P1.1口连接继电器模块( ...
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种基于模糊控制算法的复合材料结构损伤自修复系统,其特征在于:包括光源
模块(101)、液芯光纤智能结构模块(102)、光电检测模块(103)、微控制器模块(104)、
模数转换模块(401)、蜂鸣器模块(402)、数码显示器模块(403)、继电器模块(404);
所述光源模块(101)包括通信光源和修复光源,所述光源模块(101)的开关与继
电器模块(404)相连;
所述液芯光纤智能结构模块(102)以复合材料为基材,在复合材料中埋入液芯光
纤;
所述光电检测模块(103)包括光电转换模块(301)和信号放大模块(302),所述
光电转换模块(301)采用光电三极管(105)串联一个大小为50欧姆的电阻,所述信
号放大模块(302)采用差分放大器AD626,所述通信光源和修复光源照射于液芯光纤
智能结构模块(102)的一端,所述液芯光纤智能结构模块(102)的另一端连接光电三
极管(105);
所述微控制器模块(104)采用通用处理器AT89S51,所述处理器AT89S51的P1.0
口连接蜂鸣器模块(402),P2口连接数码显示器模块(403),控制数码显示器模块(403)
的显示,P1.1口连接继电器模块(404),复合材料发生损伤时,设置P1.1口输出高电
平,触发继电器模块(404)工作,模数转换模块(401)的输出引脚连接P2口,所述
模数转换模块(401)采用ADC0809芯片,信号放大模块(302)输出的电压连接ADC0809
芯片的IN0引脚。
2.如权利要求1所述的基于模糊控制算法的复合材料结构损伤自修复系统,其特征
在于:所述通信光源为波长为632nm的光源,所述修复光源为波长为320nm的光源。
3.一种基于模糊控制算法的复合材料结构损伤自修复方法,其特征在于:包括如下
步骤
第一步:光纤智能复合材料结构制作步骤,将液芯光纤传感器埋入复合材料中,构
成液芯光纤智能结构模块;
第二步:搭建实验系统测试平台步骤,系统测试平台由光源模块、液芯光纤智能结
构模块、光电检测模块和微控制器模块构成,其中光源模块包括通信光源和修复光源,
光电检测模块包括光电转换模块和信号放大模块,信号放大模块连接微控制器模块;
技术研发人员:沈令斌,赵志敏,俞晓磊,张文杰,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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