基于稀疏表示的導(dǎo)波缺陷信號(hào)的特征提取及缺陷分類研究
發(fā)布時(shí)間:2020-04-15 14:24
【摘要】:焊接結(jié)構(gòu)作為壓力容器、船舶、海工平臺(tái)等大型結(jié)構(gòu)必不可缺的連接部位,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)與建造中,焊接結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)會(huì)對(duì)工業(yè)的安全生產(chǎn)以及人民的正常生活產(chǎn)生直接的影響。焊接結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境一般都十分惡劣,需要承受高溫、高壓或者高寒等巨大的環(huán)境壓力,長期處于惡劣的工作環(huán)境中,會(huì)不可避免產(chǎn)生焊縫缺陷,因此對(duì)焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康檢測(cè)提取其中的缺陷信息對(duì)社會(huì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),研究表明特征導(dǎo)波能夠更加快速高效的對(duì)焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)。焊縫特征導(dǎo)波在檢測(cè)焊縫時(shí),回波信號(hào)中包含了焊縫的所有信息,但由于導(dǎo)波的頻散和噪聲的干擾,回波信號(hào)往往都比較復(fù)雜,如何從中提取出缺陷特征信息是本文的研究重點(diǎn)。本文以焊縫中缺陷回波的特征提取以及缺陷的分類為目標(biāo),研究了一種新的特征導(dǎo)波回波信號(hào)處理方法——基于稀疏表示的回波信號(hào)的重構(gòu)方法,并提出結(jié)合PCA與SVM的焊縫不同缺陷的分類方法,實(shí)現(xiàn)了典型焊縫缺陷的有效分類。本文的主要研究內(nèi)容以及結(jié)論如下:(1)依據(jù)焊縫特征導(dǎo)波的基本原理,分析焊縫特征導(dǎo)波回波信號(hào)的基本特點(diǎn),研究了基于稀疏表示的回波信號(hào)處理方法。焊縫特征導(dǎo)波回波信號(hào)本身所具有的“瞬態(tài)性”與“稀疏性”,為回波信號(hào)中各成分的稀疏表示策略提供了理論基礎(chǔ)。針對(duì)提出的焊縫特征導(dǎo)波回波信號(hào)稀疏表示模型,總結(jié)其需要解決的關(guān)鍵問題:構(gòu)造適應(yīng)原信號(hào)特征的過完備原子字典以及求解最優(yōu)稀疏表示向量。(2)結(jié)合焊縫特征導(dǎo)波激勵(lì)信號(hào)以及回波信號(hào)的特點(diǎn),構(gòu)造了適應(yīng)特征導(dǎo)波信號(hào)特點(diǎn)的過完備Morlet小波基原子字典。首先根據(jù)由HANNING窗調(diào)制所得激勵(lì)信號(hào)波形的振蕩形式與Morlet小波特性十分相似且激勵(lì)信號(hào)與回波信號(hào)都具有與Morlet小波一致的雙邊衰減特征,將Morlet小波選定為基原子。引入相關(guān)濾波方法獲取與原始信號(hào)匹配相似度最大的Morlet小波基原子,并利用時(shí)間參數(shù)的平移擴(kuò)展構(gòu)造出過完備Morlet小波原子字典,保證了過完備原子字典與回波信號(hào)的匹配度。(3)利用分裂X椆憷窶嗜帳賬跛惴ㄇ蠼庀∈璞硎鞠蛄康哪勘旰,
本文編號(hào):2628653
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