基于稀疏表示的导波缺陷信号的特征提取及缺陷分类研究
发布时间：2020-04-15 14:24
【摘要】：焊接结构作为压力容器、船舶、海工平台等大型结构必不可缺的连接部位,被广泛应用于工业生产与建造中,焊接结构的健康状态会对工业的安全生产以及人民的正常生活产生直接的影响。焊接结构的工作环境一般都十分恶劣,需要承受高温、高压或者高寒等巨大的环境压力,长期处于恶劣的工作环境中,会不可避免产生焊缝缺陷,因此对焊接结构进行健康检测提取其中的缺陷信息对社会具有重要的现实意义。针对焊接结构的特点,研究表明特征导波能够更加快速高效的对焊接结构进行检测。焊缝特征导波在检测焊缝时,回波信号中包含了焊缝的所有信息,但由于导波的频散和噪声的干扰,回波信号往往都比较复杂,如何从中提取出缺陷特征信息是本文的研究重点。本文以焊缝中缺陷回波的特征提取以及缺陷的分类为目标,研究了一种新的特征导波回波信号处理方法——基于稀疏表示的回波信号的重构方法,并提出结合PCA与SVM的焊缝不同缺陷的分类方法,实现了典型焊缝缺陷的有效分类。本文的主要研究内容以及结论如下:(1)依据焊缝特征导波的基本原理,分析焊缝特征导波回波信号的基本特点,研究了基于稀疏表示的回波信号处理方法。焊缝特征导波回波信号本身所具有的“瞬态性”与“稀疏性”,为回波信号中各成分的稀疏表示策略提供了理论基础。针对提出的焊缝特征导波回波信号稀疏表示模型,总结其需要解决的关键问题:构造适应原信号特征的过完备原子字典以及求解最优稀疏表示向量。(2)结合焊缝特征导波激励信号以及回波信号的特点,构造了适应特征导波信号特点的过完备Morlet小波基原子字典。首先根据由HANNING窗调制所得激励信号波形的振荡形式与Morlet小波特性十分相似且激励信号与回波信号都具有与Morlet小波一致的双边衰减特征,将Morlet小波选定为基原子。引入相关滤波方法获取与原始信号匹配相似度最大的Morlet小波基原子,并利用时间参数的平移扩展构造出过完备Morlet小波原子字典,保证了过完备原子字典与回波信号的匹配度。(3)利用分裂X椆憷窭嗜帐账跛惴ㄇ蠼庀∈璞硎鞠蛄康哪勘旰，
本文编号：2628653
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