南京航空航天大學曾捷獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉南京航空航天大學申請的專利基于應變修正系數矩陣優化的管道形態反演誤差修正方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116384057B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310167388.3,技術領域涉及:G06F30/20;該發明授權基于應變修正系數矩陣優化的管道形態反演誤差修正方法是由曾捷;王云嵩;朱洋洋;盧睿昕;趙博涵;占俊;孫陽陽設計研發完成,并于2023-02-27向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于應變修正系數矩陣優化的管道形態反演誤差修正方法在說明書摘要公布了:本發明提供了基于應變修正系數矩陣優化的管道形態反演誤差修正方法,擴充對于高次超靜定難題的求解思路。包括如下步驟:步驟1,設計變量為應變修正系數矩陣,進而確定應變修正系數矩陣優化目標函數;步驟2,開展面向應變修正系數矩陣優化法的約束信息采集;步驟3,求解應變修正系數矩陣優化問題的數學模型,得到最優應變修正系數矩陣;步驟4,在優化后的應變修正矩陣的基礎上,通過應變?曲率?撓度重積分法,反演得到更精確的撓度曲線方程。本發明通過優化后的應變修正系數矩陣的修正,使得結構形態反演誤差得到顯著減少。
本發明授權基于應變修正系數矩陣優化的管道形態反演誤差修正方法在權利要求書中公布了:1.基于應變修正系數矩陣優化的管道形態反演誤差修正方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1,設計變量定義為應變修正系數矩陣,確定應變修正系數矩陣優化目標函數; 步驟2,開展面向應變修正系數矩陣優化法的約束信息采集; 步驟3,開展基于應變修正系數矩陣優化法的形態反演誤差修正; 步驟1包括: 通過分布式光纖傳感器測量得到的應變為高密度離散測點處的應變,設定n個離散測點的測量所得應變依次為n個離散測點處對應的真實應變值為ε1,ε2,…,εn,分別定義測量應變矩陣和真實應變矩陣 其中n為分布式光纖傳感器應變感知測點個數,理想狀態下,關系如下: 將設計變量定義為應變修正系數矩陣K: K=diagk1,k2,…,kn 其中,ki表示第i個應變修正系數,目前為待定系數,diag函數用于構造一個對角矩陣; 構造一個近似應變修正矩陣用于取代真實應變矩陣 通過優化應變修正系數矩陣K,使與測量應變矩陣具有最佳相似性,在此基礎上,定義關于應變修正系數矩陣優化的目標函數FK為: 其中min指求函數最小值; 步驟2包括: 如果管道上存在撓度大小不隨管道整體撓度的改變而改變的點,稱所述點為錨點;如果測斜管所測結構存在剛性支撐,則支撐處的撓度恒為0,此時支撐處即為錨點; 基于撓度,根據管道約束情況,設管道錨點從左到右依次為點A、B、…、X,確定帶錨點的測斜管邊界條件為: 其中wx為管道與左端距離為x處的撓度,xA、xB、…、xX分別為點A、B、…、X與管道左端距離; 基于轉角,當錨點特征未知時,通過加速度計所測得轉角,設加速度計設置點從左到右依次為點A、B、…、X,獲得測斜管約束條件表達,視為邊界條件: 其中θx分別為管道與左端距離為x處的轉角,θA、θB、…、θX分別為點A、B、…、X點處轉角,由加速度計測得; 步驟3包括: 情況一,獲取基于帶錨點的測斜管邊界條件; 情況二,獲取基于錨點未知的測斜管邊界條件; 步驟3中,所述獲取基于錨點未知的測斜管邊界條件,具體包括: 采用優化算法的約束條件來等效代替測斜管的邊界條件: 其中,θx為管道的轉角方程,θxA、θxB、…、θxX采用加速度計測得,為修正后反演得到的轉角方程; 設Thetax,K為錨點特征未知的測斜管轉角修正方程: 其中x表示與管道左端距離、K為應變修正系數矩陣,R為管道半徑,指修正后的管道應變與x關系,指由擬合得到的修正應變與x的函數關系; 代入x=xA、x=xB、…、x=xC,建立如下應變修正系數矩陣優化問題數學模型: 求解上述數學模型,得到最優應變修正系數矩陣K; 根據求得優化后的應變修正矩陣在此基礎上,基于應變修正矩陣和應變-曲率-撓度重積分算法,反演得到的經過修正的多傳感器融合測斜管撓曲線方程
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