無線感應單元於結構物健康診斷與控制之應用

隨著無線傳輸技術與嵌入式系統的發展,各領域上都有廣泛的應用。無線感應器結合這兩項技術應用在結構物健康診斷上與結構物控制上。無線感應器應用於結構物上是非常便利且經濟的,相較於傳統有線量測系統複雜的訊號線佈線過程及訊號線受環境地形地物的限制,無線量測系統成功的克服這些困難。這個研究將實地應用無線感應器於結構物健康診斷與結構物控制,並且驗證其可行性與性能的表現。於結構物健康診斷上,一共有兩個案例,首先是國家地震中心二分之ㄧ縮尺的三層樓鋼結構地震反應量測,搭配驗證兩階段的危害度識別方法(Damage Diagnosis Using Time Series Analysis of Vibration Signals),該方法是Sohn 與 Farrar 於2001年發表的。第二個案例是戶外微震量測,量測的對象為位於南投縣集集的集鹿橋,該橋樑於九二一集集大地震中受損嚴重,因此希望藉由結構物於微震下的反應進一步識別該結構物的特性。該實驗所取得的數據將運用兩個方法來識別該結構物特性。首先利用自回歸(AR)方法求得結構物自然頻率與阻尼比,接著利用頻率域分解(Frequency Domain Decomposition) 分析結構物的振態。於結構物控制上,共採用了兩種控制方式,集中式控制與分散式控制。該實驗的目的為實際將無線感應器應用於結構物控制上,並且依據結構物控制的需求適度的調整修改無線感應器。將無線技術應用於結構物控制上可以避免複雜的訊號回授系統架設,同時也可以藉由各個微控制器採用分散式的運算方式取代傳統集中於一台伺服電腦運算的方式,這樣的方式可以改善整體集中式控制的可靠度。

作者:盧恭君