1. 研究目的与意义
光纤传感器是20世纪70年代中期发展起来的一种基于光导纤维的新型传感器，是光纤和光通信技术迅速发展的产物。光纤传感器用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的煤质，它具有电绝缘性能好、抗电磁干扰能力强、灵敏度高和易实现对被测信号的远距离监控等优点。这些优点使其在航空航天，土木工程等领域有着广泛的应用。
随着我国经济科技的快速发展，飞行器、新型桥梁、大跨度钢架等工程结构不断发展，大型化、复杂化、功能化逐渐成为了现代工程结构发展的必然趋势。但是，由于工作环境的复杂化，使得结构自身的损伤形式不断地多样化，且冲击、振动，极端环境等也会引起结构内部裂纹，复合材料内部断裂等隐蔽性较强的结构损伤，造成巨大的安全隐患。利用光纤传感器可以准确地找到损伤部位，对损伤部位进行修复，减少安全隐患。
2. 课题关键问题和重难点
本课题以系统监测为应用背景，引入光纤传感器这种新型测量方式，研究基于光纤传感的系统参数识别。本课题的关键问题及难点主要有：
1、 了解光纤光栅传感的基本原理以及模态识别原理；
2、 光纤光栅传感器在系统结构中的具体使用，建立光纤传感测量系统；
3. 国内外研究现状（文献综述）
近年来，由于多层复合材料优良的强度和刚度特性，使其在无人机上的应用也逐渐成为一种国际趋势。然而，多层复合材料在无人机主结构上的使用是有限的，当其内部被损坏时，在外部会出现很少或不出现痕迹。现如今，为了改变这种现状逐渐开始使用复合材料结构并且要求可以进行定期的无损检测，但是这样既昂贵又耗时。为了解决这个难题，发展具有快速实时监测损伤功能的无人机结构健康监测的需求日益增长。而随着我国经济的发展，大量土木结构不断建设，使用期都要达到几十甚至上百年的时间。在其使用过程中，由于周围环境中各种不利因素的存在，导致结构内部不可避免的出现老化、腐蚀等损伤现象。这些都是从外部无法看到的，且会造成较大的安全隐患。因此，如何实时监控测量结构内部的健康问题成为解决这些难题的关键。
对于应变测量，最常用的是传统的应变片电测技术，它具有精度高，测量范围广，频率响应特性较好等优点，可在高（低）温、高压、强烈振动、以及化学腐蚀等恶劣条件下正常工作。但是，同时也有抗电磁干扰能力差、防水性差、多点测量不方便等缺点。因此从原理上讲，电阻应变片不能满足长期监测的要求。大量的研究表明，光纤光栅传感技术以其独特的优势，逐渐成为先进传感技术发展的新纪元，是新一代进行应变监测的传感器。与传统电类传感系统相比，光纤光栅传感技术能够满足工程结构检测中对长期性、稳定性、高精度及分布式等方面的要求，成为实现现代工程结构在线检测及安全评估的重要技术手段之一，非常适合在复杂条件下对结构应变信息的长期监测工作。
基于光纤光栅传感器的传感过程是通过外界参量对布拉格中心波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤传感器，具有以下明显优点：
4. 研究方案
本课题研究内容包括基于光纤传感的系统测量、基于光纤数据的信号分析、基于信号的系统状态参数提取以及基于参数的系统状态评估。取两块完全相同的铝梁，在其中一块铝梁上给予一定损伤，记为B1；另一块不做任何改变，记为B2。在两个梁的相同位置贴上相同的光纤光栅传感器，固定在夹具上。在相同的环境下给梁相同的载荷，记录各光纤光栅传感器的输出信号。对实验测得数据进行分析和处理，运用Matlab编程，实现光纤数据信号到结构状态信号之间的转换，进一步实现系统状态参数的提取，根据参数实现光纤传感对系统的监测。
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；
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。
