The invention provides a frequency dispersive Lamb wave signal resolution enhancement method, which belongs to the field of Lamb wave structure health monitoring. The method comprises the following steps: (1) to obtain Lamb wave mode dispersion curves and nondispersion wavenumber wavenumber curve; (2) for the transfer function of signal propagation of Lamb wave; (3) the calculated distance delay amplification of Lamb wave range impulse response signal; (4) obtained from the Lamb wave narrowband excitation signal; (5) the calculated distance delay amplification range sensing signal; (6) for high resolution range sensing signal recovery from distance scale. The invention of compensation on Lamb wave dispersion, then compress the original dispersion extended Lamb wave signal wave packet on the basis of the distance delay amplifier to further increase the Lamb nearest neighbor signal wave packet in the distance in the domain of the interval, improve the spatial resolution of Lamb wave signal.
【技术实现步骤摘要】
一种频散Lamb波信号分辨率增强方法
本专利技术涉及一种频散Lamb波信号分辨率增强方法,属于Lamb波结构健康监测领域。
技术介绍
结构健康监测技术利用集成在结构中的先进传感器,在线实时地获取与结构健康状况相关的信息,结合先进的信息处理方法和结构力学建模方法,提取特征参数,从而实现对结构健康状态的在线监测与评估。结构健康监测技术对于提高工程结构安全性、降低维护费用具有重要意义。Lamb波作为薄板类结构中的一种超声导波,其传播距离远并对结构内部和表面损伤均敏感,所以广泛应用于结构健康监测中。在Lamb波结构健康监测领域,高分辨率损伤监测技术是当前研究的热点。Lamb波损伤监测分辨率很大程度上决定于Lamb波信号分辨率。然而在实际情况下,Lamb波信号分辨率常受到包括频散特性在内的Lamb波传播特性的影响。Lamb波频散特性是指其传播的相/群速度与频率相关,该特性使信号波包发生扩展变形,容易造成相邻波包发生混叠,从而降低了信号的分辨率。另一方面,如果Lamb波信号中两个相邻波包相隔过近,也容易造成两者的混叠,这主要是受限于非频散情况下Lamb波信号波包的自身分辨率。目前针对频散Lamb波的信号分辨率增强处理方法一般分为频散补偿和激励信号优化这两类方法,其中频散补偿方法通过再压缩原始频散扩展的信号波包,激励信号优化方法则通过时间反转和脉冲压缩等处理方法使Lamb波信号波包宽度减小,最终达到增强Lamb波信号分辨率的目的。从现有资料来看,已提出的方法很少综合考虑频散补偿和Lamb波信号波包自身分辨率优化这两个方面来提高频散Lamb波信号分辨率,限制了信号分辨率的 ...
【技术保护点】
一种频散Lamb波信号分辨率增强方法,其特征在于,包括下列步骤:(1)获取Lamb波模式的频散波数曲线和非频散波数曲线通过理论计算或测量得到所选Lamb波模式的原始频散曲线K0(ω),并计算得到非频散波数曲线
【技术特征摘要】
1.一种频散Lamb波信号分辨率增强方法,其特征在于,包括下列步骤:(1)获取Lamb波模式的频散波数曲线和非频散波数曲线通过理论计算或测量得到所选Lamb波模式的原始频散曲线K0(ω),并计算得到非频散波数曲线其中ω和cg0分别为角频率和所选Lamb波模式在中心频率处的群速度;(2)求取Lamb波信号传播的传递函数利用结构中激励器和传感器,并通过脉冲或阶跃激励获取Lamb波脉冲响应时域信号h(t),将Lamb波信号传播的传递函数H(ω)计算为H(ω)=FT[h(t)],其中FT[]表示傅里叶变换运算;(3)计算得到距离延迟放大的Lamb波距离域脉冲响应信号对所述Lamb波信号传播的传递函数H(ω)进行频域插值处理,得到距离延迟放大的Lamb波距离域脉冲响应信号h1(r),其中r为距离变量;(4)求取Lamb波距离域窄带激励信号首先确定插值映射序列其中为Knon(ω)的逆函数;然后计算Lamb波窄带激励频域信号Va(ω)=FT[va(t)],其中va(t)为Lamb波窄带激励时域信号;接着将Lamb波距离域窄带激励信号计算为va(r)=IFT{Va[Ωnon(ω)]},其中IFT[]表示逆傅里叶变换运算;(5)计算得到距离延迟放大的距离域传感信号将距离延迟放大的距离域传感信号v1(r)计算为v1(r)=va(r)*h1(r),其中*表示卷积运...
【专利技术属性】
技术研发人员:蔡建,袁慎芳,汪晓鹏,邱雷,
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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