一种空间碎片撞击毁伤声发射信号类型识别方法

摘要

一种空间碎片撞击毁伤声发射信号类型识别方法，（1）对声发射传感器采集的声发射信号进行处理，得到撞击声发射信号源；（2）从撞击声发射信号源中任意选取K个信号作为初始聚类的中心点，分别将每个中心点作为基准；（3）从撞击声发射信号源中任意选取一个信号分别与各基准做互相关比较，将相关度最高的信号划分到相应的中心点，从而构成一个聚类；（4）计算聚类内所有声发射信号的中心平均值；将该中心平均值作为新的基准，从步骤（3）开始，直到每个聚类中心平均值保持不变，此时所有聚类的集合为最优聚类；（5）分别提取最优聚类中每个聚类的声发射信号平均能量谱，根据平均能量谱完成对空间碎片撞击毁伤声发射信号类型识别。

主权项

一种空间碎片撞击毁伤声发射信号类型识别方法，方法依托的设备为均布在航天器外壁内侧的声发射传感器阵列；其特征在于方法步骤如下：(1)利用声发射传感器采集空间碎片撞击航天器产生的声发射信号，对该声发射信号进行降噪、滤波并放大处理，得到撞击声发射信号源；(2)从撞击声发射信号源中任意选取K个信号作为初始聚类的中心点，分别将每个中心点作为基准；K大于等于3；(3)从撞击声发射信号源中任意选取一个信号分别与各基准作互相关比较，将相关度最高的信号划分到相应的中心点，从而构成一个聚类；(4)计算聚类内所有声发射信号的中心平均值；将该中心平均值作为新的基准，从步骤(3)开始重复执行，直到每个聚类中心平均值保持不变，此时所有聚类的集合为最优聚类；(5)分别提取最优聚类中每个聚类的声发射信号平均能量谱，根据平均能量谱完成对空间碎片撞击毁伤声发射信号类型识别，具体步骤如下：(5.1)首先对聚类内的每个声发射信号进行Fourier变换得到信号能量谱，然后分别对每个聚类所有声发射信号的能量谱求平均值，得到每个聚类的声发射信号平均能量谱，具体计算公式如下：式中N_i代表不同聚类，为聚类N_i中的第n个声发射撞击信号,为聚类N_i中的声发射信号总数；T为单个声发射信号持续时间；ω为声发射信号能量；(5.2)根据平均能量谱从高到低依次为撞击穿孔信号>撞击裂纹信号>撞击成坑信号，识别出上述三类撞击毁伤信号。