基于相空間重構(gòu)的磁致伸縮導(dǎo)波信號處理方法研究及實現(xiàn).pdf

1、磁致伸縮導(dǎo)波檢測技術(shù)具有非接觸、檢測距離遠(yuǎn)等優(yōu)點，近年來受到廣泛的關(guān)注。而其換能效率低的缺點也造成了檢測信號信噪比較低的問題。由于磁致伸縮導(dǎo)波檢測信號中的噪聲來源復(fù)雜，傳統(tǒng)的線性濾波方法難以滿足要求。針對上述問題，根據(jù)磁致伸縮導(dǎo)波信號的特點，本論文從相空間重構(gòu)的角度出發(fā)，研究了磁致伸縮導(dǎo)波的信號處理方法。
　　首先，基于相空間重構(gòu)理論研究了利用混沌特征量來揭示磁致伸縮導(dǎo)波信號的混沌特性，進(jìn)而實現(xiàn)缺陷識別的方法。研究采用李雅普諾夫指

2、數(shù)、關(guān)聯(lián)維數(shù)以及柯爾莫戈洛夫熵三種混沌特征量來判斷是否存在缺陷，并結(jié)合磁致伸縮導(dǎo)波信號的特點，得到了合適的嵌入維數(shù)與時間延遲選擇方法。利用仿真數(shù)據(jù)分別對三種混沌特征量進(jìn)行了驗證，結(jié)果表明，缺陷的產(chǎn)生將導(dǎo)致系統(tǒng)的混沌程度增強，且李雅普諾夫指數(shù)更適于作為特征量。實驗結(jié)果表明在低信噪比條件下李雅普諾夫指數(shù)依然能夠有效地識別出待測構(gòu)件是否存在缺陷。然而，該方法無法實現(xiàn)缺陷定位。
　　其次，基于相空間重構(gòu)理論，結(jié)合奇異值分解提出了奇異下降指

3、數(shù)譜。該方法實現(xiàn)了缺陷的識別與定位。根據(jù)缺陷信號在相位上的特點構(gòu)造了一種基于 Hankel矩陣的新型矩陣，該矩陣對中心對稱的信號具有較強的靈敏度，并在此基礎(chǔ)上計算得到了奇異下降指數(shù)，利用奇異下降指數(shù)譜判斷低信噪比條件下檢測信號中是否存在缺陷信號，并實現(xiàn)缺陷的定位。仿真與實驗數(shù)據(jù)驗證了奇異下降指數(shù)譜的有效性，同時也表明該方法具有較好的定位精度。
　　最后，利用MATLAB開發(fā)了信號處理算法，并分析比較了各算法的優(yōu)劣及計算精度。結(jié)合V