一种基于多层次数据融合的主动式Lamb波损伤定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多层次数据融合的主动式Lamb波损伤定位方法。激励多个频率的Hanning窗调制5周期正弦信号，获得多频率损伤散射Lamb波信号。利用Stockwell变换对损伤散射Lamb波信号进行滤波处理，采用Hilbert变换计算损伤散射Lamb波信号的上包络信号并提取飞行时间差和振幅特征。针对单一频率的损伤散射Lamb波信号，利用飞行时间差特征结合双曲线定位原理构造似然函数，利用振幅特征结合时间反转法构建先验概率密度函数，根据贝叶斯定理构建后验概率密度函数进行特征级数据融合的损伤位置概率分布估计。针对不同频率损伤散射Lamb波信号，应用线性无偏最小方差最优估计原理进一步进行决策级数据融合的损伤位置概率分布估计。利用本发明专利技术方法对复合材料的分层损伤进行了定位，结果表明该方法损伤定位精度较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及结构健康监测领域，尤其涉及一种基于多层次数据融合的主动式lamb波损伤定位方法。

技术介绍

1、复合材料目前在工程领域的用量逐年急剧增加。然而，复合材料结构在低速冲击作用下可能产生肉眼不可见的分层等损伤，会降低结构强度和使用寿命，如果不及时发现或将导致灾难性后果。传统的无损检测技术检测不但成本较高，而且不能在线监测。基于压电激励-传感的主动式lamb波损伤监测技术具有响应时间快、传播距离长、损伤灵敏度高和能够在线监测等一系列优点，被认为是用于复合材料结构冲击损伤监测的最具有潜力的技术之一。

2、对于主动式lamb波损伤监测技术，目前国内外学者提出和专利技术了大量的损伤检测算法，主要包括两大类：第一类为基于特征提取的方法，包括椭圆轨迹成像法、延时累加法、损伤概率成像法等；第二类为基于数据驱动的方法，包括人工神经网络(ann)、深度神经网络(dnn)、支持向量机(svm)、高斯过程回归(gpr)、卷积神经网络(cnn)等。

3、基于数据驱动的方法依赖于庞大的数据库，由于复合材料较为昂贵，构建包含大量损伤样本的数据库成本较高本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于多层次数据融合的主动式Lamb波损伤定位方法，其特征在于：包括步骤：

2.根据权利要求1所述的基于多层次数据融合的主动式Lamb波损伤定位方法，其特征在于：获取多频率损伤散射Lamb波信号包括在结构上布置覆盖监测区域的压电传感器网络；在结构处于健康完整的状况下，激励器激励不同中心频率的Hanning窗调制5周期正弦波，获得监测区域范围内结构健康完整的无损基准信号；在结构出现损伤缺陷后，激励器再次激励不同中心频率的Hanning窗调制5周期正弦波，获得监测区域范围内结构的损伤诊断信号；损伤诊断信号与结构健康完整的无损基准信号做差获得多频率损伤散射Lamb波信号。...

【技术特征摘要】

1.一种基于多层次数据融合的主动式lamb波损伤定位方法，其特征在于：包括步骤：

2.根据权利要求1所述的基于多层次数据融合的主动式lamb波损伤定位方法，其特征在于：获取多频率损伤散射lamb波信号包括在结构上布置覆盖监测区域的压电传感器网络；在结构处于健康完整的状况下，激励器激励不同中心频率的hanning窗调制5周期正弦波，获得监测区域范围内结构健康完整的无损基准信号；在结构出现损伤缺陷后，激励器再次激励不同中心频率的hanning窗调制5周期正弦波，获得监测区域范围内结构的损伤诊断信号；损伤诊断信号与结构健康完整的无损基准信号做差获得多频率损伤散射lamb波信号。

3.根据权利要求1所述的基于多层次数据融合的主动式lamb波损伤定位方法，其特征在于：应用stockwell变换对损伤散射lamb波信号进行滤波，采样hilbert变换计算损伤散射lamb波信号的上包络信号，提取飞行时间差和上包络振幅特征。

4.根据权利要求1所述的基于多层次数据融合的主动式lamb波损伤定位方法，其特征在于：针对相同中心频率的损伤散射lamb波信号，基于特征级数据融合的损伤位置概率分布估计包括利用飞行时间差特征结合双曲线定位原理构造似然函数，上包络振幅特征结合时间反转法构建先验概率密度函数，根据贝叶斯定理构建后...

【专利技术属性】
技术研发人员：武湛君，邓德双，杨雷，曾旭，杨正岩，马书义，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：