【摘要】：聲發(fā)射技術(shù)是一種能夠?qū)Y(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷做出實(shí)時(shí)診斷的新型動(dòng)態(tài)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。聲發(fā)射信號(hào)處理主要有兩種方法：參數(shù)分析法和波形分析法,無(wú)論采用哪種方法,其中最基礎(chǔ)也是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是信號(hào)去噪。由于聲發(fā)射信號(hào)具有復(fù)雜性和非平穩(wěn)性,采用傳統(tǒng)的時(shí)域方法和頻域方法難以從中提取其有用信號(hào),使得聲發(fā)射信號(hào)分析與處理受到了極大的限制。根據(jù)Rao-Blackwellised粒子濾波具有非線性、非高斯動(dòng)態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)、對(duì)系統(tǒng)噪聲沒(méi)有任何限制、可提高信噪比、提高運(yùn)算速度的特點(diǎn),本文提出了基于Rao-Blackwellised粒子濾波理論的聲發(fā)射實(shí)時(shí)在線處理方法,并基于室內(nèi)試驗(yàn)資料,在已有研究成果基礎(chǔ)上進(jìn)行了深入系統(tǒng)地研究。首先,將地震波信號(hào)模型引入到聲發(fā)射信號(hào)的狀態(tài)空間模型中,利用貝葉斯理論,根據(jù)最新觀測(cè)值推演未知量的后驗(yàn)概率密度分布,在此基礎(chǔ)上分別采用卡爾曼濾波、擴(kuò)展卡爾曼濾波、無(wú)味卡爾曼濾波以及粒子濾波法對(duì)仿真信號(hào)進(jìn)行研究,比較了各方法在聲發(fā)射信號(hào)分析中的優(yōu)勢(shì)與不足,發(fā)現(xiàn)了粒子濾波在處理非線性非高斯信號(hào)時(shí)具有更高估計(jì)精度的特點(diǎn)；在SHPB測(cè)試系統(tǒng)中利用PCI-2型聲發(fā)射儀采集了石灰?guī)r、矽卡巖和花崗巖3種不同巖石試樣的聲發(fā)射信號(hào),利用Rao-Blackwellised粒子濾波對(duì)含噪聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行降噪處理,大大提高了運(yùn)算速度；提出了一套完整的Rao-Blackwellised粒子濾波算法,基于Matlab語(yǔ)言,對(duì)采集的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析,發(fā)現(xiàn)當(dāng)前狀態(tài)估計(jì)僅與前一時(shí)刻有關(guān),而與將來(lái)時(shí)刻無(wú)關(guān),表明Rao-Blackwellised粒子濾波對(duì)聲發(fā)射信號(hào)具有實(shí)時(shí)在線處理的功能；最后,針對(duì)石灰?guī)r、矽卡巖和花崗巖聲發(fā)射信號(hào)具有瞬態(tài)性、復(fù)雜性和非平穩(wěn)性的特點(diǎn),將Rao-Blackwellised粒子濾波用于聲發(fā)射信號(hào)去噪,去噪后的信號(hào)更加清晰且主頻段特征基本保持不變,結(jié)合參數(shù)分析法與波形分析法反演出巖石樣品的物理特性,發(fā)現(xiàn)了巖石樣品更多的內(nèi)在特征。本文所作研究工作,立足于學(xué)科前沿,采用先進(jìn)的數(shù)學(xué)計(jì)算方法和信號(hào)處理手段,對(duì)聲發(fā)射信號(hào)分析中的粒子濾波理論及其應(yīng)用進(jìn)行了研究,具有較高的理論和應(yīng)用價(jià)值,為最終解決聲發(fā)射信號(hào)實(shí)時(shí)處理奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
【圖文】：

技術(shù)簡(jiǎn)要回顧逡逑由材料受到力作用局域源能量快速釋放而發(fā)出瞬態(tài)彈性波（也稱(chēng)應(yīng)一種很普遍的自然現(xiàn)象，絕大多數(shù)材料變形和破壞時(shí)都伴隨大量的耳聽(tīng)覺(jué)頻率范圍在（２０？２００００）邋Ｈｚ，假定釋放存儲(chǔ)的應(yīng)變能非常聲音，即發(fā)出聲音的頻率段在人耳聽(tīng)覺(jué)巧圍內(nèi)；但大多數(shù)情況下聲其頻率屬于超聲范圍（即２０ｋＨｚ邋Ｗ上），單單依賴(lài)人體器官幾乎很過(guò)具備高靈敏性的儀器設(shè)備才能探測(cè)出來(lái)。用儀器檢測(cè)、記錄、分采集的信號(hào)反推聲發(fā)源機(jī)制的技術(shù)稱(chēng)為聲發(fā)射技術(shù)。逡逑信號(hào)的類(lèi)型逡逑的巧幕上可Ｗ觀察采集的聲發(fā)射信號(hào)有兩種類(lèi)型：突發(fā)型和連續(xù)型，邐

技術(shù)簡(jiǎn)要回顧逡逑由材料受到力作用局域源能量快速釋放而發(fā)出瞬態(tài)彈性波（也稱(chēng)應(yīng)一種很普遍的自然現(xiàn)象，絕大多數(shù)材料變形和破壞時(shí)都伴隨大量的耳聽(tīng)覺(jué)頻率范圍在（２０？２００００）邋Ｈｚ，假定釋放存儲(chǔ)的應(yīng)變能非常聲音，即發(fā)出聲音的頻率段在人耳聽(tīng)覺(jué)巧圍內(nèi)；但大多數(shù)情況下聲其頻率屬于超聲范圍（即２０ｋＨｚ邋Ｗ上），，單單依賴(lài)人體器官幾乎很過(guò)具備高靈敏性的儀器設(shè)備才能探測(cè)出來(lái)。用儀器檢測(cè)、記錄、分采集的信號(hào)反推聲發(fā)源機(jī)制的技術(shù)稱(chēng)為聲發(fā)射技術(shù)。逡逑信號(hào)的類(lèi)型逡逑的巧幕上可Ｗ觀察采集的聲發(fā)射信號(hào)有兩種類(lèi)型：突發(fā)型和連續(xù)型，邐
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TU45

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 鄧小龍,謝劍英,楊煜普;基于交互式多模型的粒子濾波算法[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2005年10期

本文編號(hào)：2537089