直接采用通用稀疏盲源分離方法處理，由于數(shù)據(jù)量大， 在matlab軟件中直接提示內(nèi)存不足的錯誤提示，因而無法完成算法的處理。而經(jīng)過本發(fā)明 實施例提出的信號預(yù)處理單元后，獲得如圖8所示的混合信號時域圖，相比圖7而言，疲勞 載荷信號被濾除了，并且有效信號的長度縮短了 4/5 (圖7中信號長度為5ms，而圖8中信號 長度為Ims)。
[0173] 對圖8中的信號采用稀疏盲源分離方法后得到如圖9所示的3路分離信號，這3 路信號的時頻特性與三種損傷信號的特征相吻合，說明本發(fā)明實施例提出的方法能夠?qū)崿F(xiàn) 對復(fù)合材料多源損傷信號的分離。但從圖9可以看出，分離后的信號中仍存在噪聲，因而采 用小波消噪作為本發(fā)明實施例的信號后處理，消噪處理后得到如圖10所示的信號時域圖。
[0174] 本發(fā)明實施例四建立了基于聲發(fā)射技術(shù)和稀疏盲源分離方法對飛機(jī)復(fù)合材料結(jié) 構(gòu)的多源損傷信號進(jìn)行分離的系統(tǒng)，通過聲發(fā)射技術(shù)對疲勞加載條件下的飛機(jī)復(fù)合材料結(jié) 構(gòu)進(jìn)行實時監(jiān)測，得到混合聲發(fā)射信號波形信息，采用新型組合式信號預(yù)處理單元、稀疏盲 源分離單元和信號后處理單元后，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)合材料多源損傷信號的有效分離，從而做出 復(fù)合材料損傷狀態(tài)的實時評估，減少飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)失效造成的人員傷亡損失。
[0175] 在本發(fā)明所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的方法、裝置和電子設(shè)備， 可以通過其它的方式實現(xiàn)。以上所描述的設(shè)備實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃 分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，如：多個單元或組件可 以結(jié)合，或可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另外，所顯示或討論的 各組成部分相互之間的耦合、或直接耦合、或通信連接可以是通過一些接口，設(shè)備或單元的 間接耦合或通信連接，可以是電性的、機(jī)械的或其它形式的。
[0176] 上述作為分離部件說明的單元可以是、或也可以不是物理上分開的，作為單元顯 示的部件可以是、或也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單 元上；可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。
[0177] 另外，在本發(fā)明各實施例中的各功能單元可以全部集成在一個處理單元中，也可 以是各單元分別單獨作為一個單元，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中；上述 集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實現(xiàn)。
[0178] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實現(xiàn)上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過 程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，該程序 在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括：移動存儲設(shè)備、只讀 存儲器（ROM，Read-OnlyMemory)、隨機(jī)存取存儲器（RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或 者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
[0179] 或者，本發(fā)明實施例上述集成的單元如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立 的產(chǎn)品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā) 明實施例的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體 現(xiàn)出來，該計算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機(jī)設(shè) 備（可以是個人計算機(jī)、服務(wù)器、或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等）執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部 或部分。而前述的存儲介質(zhì)包括：移動存儲設(shè)備、只讀存儲器（ROM，Read-OnlyMemory)、隨 機(jī)存取存儲器（RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介 質(zhì)。
[0180] 鑒于此，本發(fā)明實施例還提供了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)包括一 組計算機(jī)可執(zhí)行指令，所述指令用于執(zhí)行本發(fā)明實施例所述的信號處理方法。
[0181] 以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵 蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1. 一種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測方法，其特征在于，所述方法包括： 獲得傳感信號，并對獲得的傳感信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到聲發(fā)射波形信號； 對所述聲發(fā)射波形信號進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩陣； 對所述預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行稀疏盲源分離，得到分離后的信號； 對所述分離后的信號進(jìn)行小波消噪處理，得到消噪后的分離信號。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測方法，其特征在于，所述對聲發(fā)射波 形信號進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩陣，包括： 對所述聲發(fā)射波形信號進(jìn)行低頻載荷信號濾除處理，得到無載荷聲發(fā)射信號； 對所述無載荷聲發(fā)射信號進(jìn)行有效的聲發(fā)射數(shù)據(jù)段截取處理，得到有效聲發(fā)射信號； 對所述有效聲發(fā)射信號進(jìn)行中心化處理，得到中心化聲發(fā)射信號； 對所述中心化聲發(fā)射信號進(jìn)行預(yù)白化處理，得到所述預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩陣。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測方法，其特征在于，所述對預(yù)處理后 的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行稀疏盲源分離，得到分離后的信號，包括： 對所述預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行稀疏表示，得到稀疏混合信號； 對所述稀疏混合信號進(jìn)行混合矩陣估計，得到稀疏混合矩陣； 對所述稀疏混合信號和稀疏混合矩陣進(jìn)行1^范數(shù)最小化處理，得到稀疏源信號； 對所述稀疏源信號進(jìn)行信號重構(gòu)，得到所述分離后的信號。4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測方法，其特征在于，在所述獲得 消噪后的分離信號后，所述方法還包括： 分析所述分離信號的時頻特性，并將所述分離信號的時頻特性與已知的各種損傷類型 的聲發(fā)射信號的時頻特性進(jìn)行比較，以確定所述分離信號對應(yīng)的損傷類型。5. -種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測裝置，其特征在于，所述裝置包括： 原始波形信號提取單元，用于獲得傳感信號，并對獲得的傳感信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出 聲發(fā)射波形信號； 信號預(yù)處理單元，用于對所述聲發(fā)射波形信號進(jìn)行預(yù)處理，輸出預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩 陣； 稀疏盲源分離單元，用于對所述預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行稀疏盲源分離，輸出分離后 的信號； 后處理單元，用于對所述分離后的信號進(jìn)行小波消噪處理，得到消噪后的分離信號。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測裝置，其特征在于，所述信號預(yù)處理 單元包括： 帶通濾波器子單元，用于對所述聲發(fā)射波形信號進(jìn)行低頻載荷信號濾除處理，輸出無 載荷聲發(fā)射信號； 有效數(shù)據(jù)提取子單元，用于對所述帶通濾波器子單元輸出的無載荷聲發(fā)射信號進(jìn)行有 效的聲發(fā)射數(shù)據(jù)段截取處理，輸出有效聲發(fā)射信號； 中心化子單元，用于對所述有效數(shù)據(jù)提取子單元輸出的有效聲發(fā)射信號進(jìn)行中心化處 理，輸出中心化聲發(fā)射信號； 預(yù)白化子單元，用于對所述中心化子單元輸出的中心化聲發(fā)射信號進(jìn)行預(yù)白化處理， 輸出所述預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩陣。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測裝置，其特征在于，所述稀疏盲源分 離單元包括： 稀疏表示子單元，用于所述預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行稀疏表示，輸出稀疏混合信號； 混合矩陣估計子單元，用于對所述稀疏表示子單元輸出的稀疏混合信號進(jìn)行混合矩陣 估計，輸出稀疏混合矩陣； 信號估計子單元，用于對所述混合矩陣估計子單元輸出的稀疏混合矩陣和所述稀疏表 示子單元輸出的稀疏混合信號進(jìn)行信號估計，輸出稀疏源信號； 信號重構(gòu)子單元，用于對所述信號估計子單元輸出的稀疏源信號進(jìn)行信號重構(gòu)，得到 所述分離后的信號。8. 根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測裝置，其特征在于，所述裝置還 包括： 損傷類型分析單元，連接所述后處理單元，用于分析所述分離信號的時頻特性，并將所 述分離信號的時頻特性與已知的各種損傷類型的聲發(fā)射信號的時頻特性進(jìn)行比較，以確定 所述分離信號對應(yīng)的損傷類型。9. 一種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：至少兩個聲發(fā)射 傳感器、電荷放大器和數(shù)據(jù)采集處理器； 所述聲發(fā)射傳感器，用于采集針對所述復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的聲發(fā)射信號，輸出給所述電荷 放大器； 所述電荷放大器，用于對所述聲發(fā)射傳感器輸出的聲發(fā)射信號進(jìn)行放大處理，輸出傳 感信號給所述數(shù)據(jù)采集處理器； 所述數(shù)據(jù)采集處理器，用于獲得傳感信號，并對獲得的傳感信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到聲 發(fā)射波形信號；對所述聲發(fā)射波形信號進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩陣；對所述預(yù) 處理后的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行稀疏盲源分離，得到分離后的信號；對所述分離后的信號進(jìn)行小波 消噪處理，得到消噪后的分離信號。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集處 理器包括權(quán)利要求5-8任一項所述的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測裝置。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測方法，包括：獲得傳感信號，并對獲得的傳感信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到聲發(fā)射波形信號；對所述聲發(fā)射波形信號進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩陣；對所述預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行稀疏盲源分離，得到分離后的信號；對所述分離后的信號進(jìn)行小波消噪處理，得到消噪后的分離信號。本發(fā)明還公開了一種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測裝置和系統(tǒng)。
【IPC分類】G01N29/44, G01N29/14
【公開號】CN105067707
【申請?zhí)枴緾N201510468232
【發(fā)明人】董韶鵬, 袁梅, 商富凱, 梁宇軒
【申請人】北京航空航天大學(xué)
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月3日