【摘要】：聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)是一種通過(guò)瞬態(tài)彈性波記錄材料內(nèi)部振動(dòng)變化的無(wú)損檢測(cè)技術(shù),具有實(shí)時(shí)性、適用性、廣泛性等特點(diǎn),適合材料形變、管道泄漏檢測(cè)、容器壓力檢驗(yàn)等多方面的研究。聲發(fā)射信號(hào)的模式識(shí)別是檢測(cè)中的重要環(huán)節(jié),只有對(duì)故障模式進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的判別,才能有效排查故障,避免監(jiān)測(cè)失誤帶來(lái)的材料損耗和安全隱患。目前,基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的聲發(fā)射識(shí)別技術(shù)存在特征信息含量少、網(wǎng)絡(luò)易陷入局部最優(yōu)等缺點(diǎn)。本文在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上,在以下幾個(gè)方面開(kāi)展了研究工作：第一,對(duì)聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究,對(duì)聲發(fā)射(Acoustic Emission, AE)信號(hào)的處理方法展開(kāi)討論,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較了不同碰摩程度下AE信號(hào)波形的區(qū)別。第二,對(duì)聲發(fā)射信號(hào)的特征提取進(jìn)行了研究,提出將Hurst指數(shù)和近似熵加入AE特征表示中,從統(tǒng)計(jì)相關(guān)性角度和不確定性角度進(jìn)行了分析,通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了新型AE特征的有效性。第三,對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,將高斯混合模型(Gaussian Mixture Model, GMM)與反向傳播(BP, Back Propagating)的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合交替訓(xùn)練模型參數(shù),提出將混合模型GMM/ANN(Artificial Neural Network, ANN)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于AE識(shí)別中,達(dá)到優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能的效果。第四,提出了用前向混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別聲發(fā)射的算法研究,針對(duì)AE系統(tǒng)的不確定性、非線(xiàn)性性質(zhì),利用Logistic映射單元增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的混沌特性,改善了系統(tǒng)的識(shí)別性能。第五,提出了用深信度網(wǎng)絡(luò)識(shí)別聲發(fā)射的算法研究,在受限玻爾茲曼機(jī)(Restricted Boltzmann Machines, RBM)模型基礎(chǔ)上構(gòu)建深信度網(wǎng)絡(luò)(Deep Belief Network, DBN),設(shè)計(jì)和改進(jìn)模型參數(shù),減弱局部最優(yōu)效應(yīng),通過(guò)與BP進(jìn)行比較證明了DBN在AE識(shí)別中的優(yōu)越性。
[Abstract]:Acoustic emission (AE) is a kind of nondestructive testing technology which records the internal vibration of material by transient elastic wave. It has the characteristics of real time, applicability and universality, and is suitable for material deformation and pipeline leakage detection. Vessel pressure inspection and other aspects of research. Pattern recognition of acoustic emission signals is an important part of detection. Only by timely and accurate identification of fault modes can we effectively detect faults and avoid material losses and hidden dangers caused by monitoring errors. At present, the acoustic emission recognition technology based on neural network has some disadvantages, such as less feature information content, and the network is prone to fall into local optimum. Based on the existing technology, this paper has carried out research work in the following aspects: first, the acoustic emission detection technology is studied in detail, and the processing method of acoustic emission (Acoustic Emission, AE) signal is discussed. The differences of AE signal waveforms with different rubbing degrees are compared by experiments. Secondly, the feature extraction of acoustic emission signals is studied. It is proposed that Hurst exponent and approximate entropy be added to the AE feature representation, and analyzed from the angle of statistical correlation and uncertainty. The experimental results show that the new AE feature is effective. Thirdly, the structure of neural network algorithm is studied. The advantages of Gao Si hybrid model (Gaussian Mixture Model, GMM) and backpropagation (BP, Back Propagating) are combined to train the model parameters alternately, and the hybrid model GMM/ANN (Artificial Neural Network, is proposed. ANN) is applied to AE recognition to optimize network performance. Fourthly, a forward chaotic neural network algorithm for acoustic emission recognition is proposed. Aiming at the uncertainty and nonlinearity of AE system, the chaotic characteristics of the network are enhanced by Logistic mapping unit, and the recognition performance of the system is improved. Fifthly, an algorithm for acoustic emission recognition using belief network is proposed. Based on the (Restricted Boltzmann Machines, RBM) model of constrained Boltzmann machine, the (Deep Belief Network, DBN), design of belief network is constructed and the parameters of the model are improved to reduce the local optimal effect. The advantages of DBN in AE recognition are proved by comparison with BP.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TP183;TB302.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2400160