【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及结构损伤定位领域，特别是涉及一种基于多声发射信息融合的结构损伤定位方法及系统。
技术介绍
1、随着运载火箭、航天飞机等航空航天技术的发展，相关技术的安全监测问题也越来越被重视。结构损伤就是安全监测的重要指标之一。
2、目前，在工业中广泛使用的结构损伤检测方法主要有：超声检测、电磁检测、射线检测、红外热波监测和声发射检测等。其中，声发射检测是材料在外力作用下，形成裂纹、断裂等形式损伤时，会产生声发射信号，声发射传感器接收信号，再对信号进行处理分析，进行声发射源定位，即损伤定位。与其它检测方式相比，声发射检测是一种无损检测，并且无需自身发射信号。可以很好的实现动态监测，即在工业结构工作时，实时进行在线监测。
3、声发射源定位方法目前大致可分为关于突发信号的时差定位、区域定位。关于连续信号的幅度测量式区域定位、衰减测量式定位、互相关式时差定位和干涉式时差定位。其中，连续声发射信号源定位主要用于带压力的气液介质泄露源的定位。突发信号源定位中的区域定位虽然简便，处理速度快，但精度过于粗糙；而时差定位是一种精确而又复杂的定位方式，广泛用于试样和构件的检测。
4、时差定位是经过各个声发射通道信号到达时间差、波速和探头间距等参数的测量及一定的算法运算，来确定声源的坐标或位置。但由于经常受到达时间识别不准确、波速不均匀、背景噪声等许多易变因素影响，导致定位不准确，造成不同声发射传感器组合产生不同定位点的情况。为解决这一问题，在声发射源定位中，常规的做法是使用尽可能多的传感器建立超定方程组，然后应用
5、可见，大多数情况下的结构损伤定位问题实质上是多声发射信息融合问题。因此，亟需提供一种基于多声发射信息融合的结构损伤定位方法或系统，用于克服由于声发射信号到达时间识别不准确、波速不均匀、背景噪声等因素影响导致的定位不准确的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于多声发射信息融合的结构损伤定位方法及系统，能够提升无损动态监测应用下结构损伤的定位精度。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种基于多声发射信息融合的结构损伤定位方法，包括：
4、将n个声发射传感器均匀地布置在待结构损伤定位的器件上；任意三个声发射传感器的位置不呈共线关系或者共面关系；
5、获取待结构损伤定位的器件结构损伤时声发射传感器发出的声发射信号；
6、确定声发射信号到达参考传感器与声发射传感器的时间差，并根据声发射信号在对应介质中传播速度确定n-1条时间差曲线/面方程；参考传感器为n个声发射传感器中的一个；
7、根据n-1条时间差曲线/面方程确定声发射源点；
8、根据声发射源点，采用加权最小二乘法确定最终定位点。
9、可选地，所述根据n-1条时间差曲线/面方程确定声发射源点，具体包括：
10、根据n-1条时间差曲线/面方程，采用优化算法，确定初始点；
11、根据初始点，建立最优化问题的目标函数，联立n-1条时间差曲线/面方程，利用单纯形法，确定声发射源点。
12、可选地，所述优化算法为单纯形法。
13、可选地，所述根据声发射源点，采用加权最小二乘法确定最终定位点，具体包括：
14、根据声发射源点，计算各个声发射源点间距离，确定距离矩阵；
15、根据距离矩阵确定支持度矩阵；
16、采用马尔科夫链思想，将支持度矩阵作为状态转移概率矩阵；
17、根据状态转移概率矩阵确定各声发射源点的平稳概率分布；
18、根据各声发射源点的平稳概率分布得到各声发射源点可信度矩阵；
19、将各声发射源点可信度矩阵作为加权最小二乘法的权重矩阵，得到最终定位点。
20、可选地，所述将各声发射源点可信度矩阵作为加权最小二乘法的权重矩阵，得到最终定位点，具体包括：
21、根据声发射源点和各声发射源点可信度矩阵建立加权目标函数；
22、根据加权目标函数得到最终定位点。
23、一种基于多声发射信息融合的结构损伤定位系统，包括：
24、传感器布置模块，用于将n个声发射传感器均匀地布置在待结构损伤定位的器件上；任意三个声发射传感器的位置不呈共线关系或者共面关系；
25、信号获取模块，用于获取待结构损伤定位的器件结构损伤时声发射传感器发出的声发射信号；
26、时间差曲线/面方程确定模块，用于确定声发射信号到达参考传感器与声发射传感器的时间差，并根据声发射信号在对应介质中传播速度确定n-1条时间差曲线/面方程；参考传感器为n个声发射传感器中的一个；
27、声发射源点确定模块，用于根据n-1条时间差曲线/面方程确定声发射源点；
28、最终定位点确定模块，用于根据声发射源点，采用加权最小二乘法确定最终定位点。
29、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
30、本专利技术所提供的一种基于多声发射信息融合的结构损伤定位方法及系统，通过确定声发射信号到达参考传感器与声发射传感器的时间差，并根据声发射信号在对应介质中传播速度确定n-1条时间差曲线/面方程，进而根据n-1条时间差曲线/面方程确定声发射源点；根据声发射源点，采用加权最小二乘法确定最终定位点。由于声发射信息的定位经常受到达时间识别不准确、波速不均匀、背景噪声等许多易变因素影响，导致定位不准确，造成不同声发射传感器组合产生不同定位点，而不同定位点所包含的误差不同，所以应对定位点区别对待，继而获得定位点的最优解。本专利技术能够实现对结构损伤的有效定位，为研究基于声发射的结构损伤定位方法提供了新的思路。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于多声发射信息融合的结构损伤定位方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于多声发射信息融合的结构损伤定位方法，其特征在于，所述根据n-1条时间差曲线/面方程确定声发射源点，具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于多声发射信息融合的结构损伤定位方法，其特征在于，所述优化算法为单纯形法。
4.根据权利要求1所述的一种基于多声发射信息融合的结构损伤定位方法，其特征在于，所述根据声发射源点，采用加权最小二乘法确定最终定位点，具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于多声发射信息融合的结构损伤定位方法，其特征在于，所述将各声发射源点可信度矩阵作为加权最小二乘法的权重矩阵，得到最终定位点，具体包括：
6.一种基于多声发射信息融合的结构损伤定位系统，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于多声发射信息融合的结构损伤定位方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于多声发射信息融合的结构损伤定位方法，其特征在于，所述根据n-1条时间差曲线/面方程确定声发射源点，具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于多声发射信息融合的结构损伤定位方法，其特征在于，所述优化算法为单纯形法。
4.根据权利要求1所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：周志杰，王珂君，冯志超，胡昌华，杨若涵，胡明，曹哲，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。