基于多重信号分类算法的冲击载荷定位方法

摘要

本发明公布了一种基于多重信号分类算法的结构冲击载荷定位方法，包括如下步骤：步骤一：冲击响应信号的采集；步骤二：利用多重信号分类(MUSIC)算法进行冲击源的波达方向(DOA)估计；步骤三：根据Lamb波传播特性进行冲击源距离的估计。本发明方法简便可靠，可对冲击进行实时、在线监测，冲击定位精度高、实时性强。

主权项

一种基于多重信号分类算法的结构冲击载荷定位方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一：冲击响应信号的采集（1）在所述结构上布置由7个相同型号的压电元件组成的均匀线阵；（2）将2块4通道的数据采集卡0通道并联在一起，保证两块数据采集卡同步触发采集；（3）设定采集参数，利用电荷放大器和数据采集卡采集均匀线阵输出的冲击响应信号；步骤二：基于MUSIC算法进行冲击源的波达方向估计首先用快速傅里叶变换对所述冲击响应信号进行频谱分析，然后根据选定的方向估计中心频率利用小波变换从所述冲击响应信号中提取出中心频率下的窄带信号，最后取窄带信号的幅值最大的信号运用多重信号分类（MUSIC）算法的进行DOA估计；步骤三：基于Lamb波传播特性进行冲击源的距离估计首先用小波变换从任一压电元件接收到的冲击响应信号中提取出距离估计中心频率下的Lamb波信号，获得同一频率的对称S0模式的Lamb波和反对称A0模式的Lamb波，用最大峰值法求出对称S0和反对称A0这两种模式的Lamb波到达所述压电元件的时间差，最后由测得的这两种模式的Lamb波的传播速度求出冲击源到达压电元件的距离，将各压电元件估计出的距离值转化为相对于均匀线阵参考点的距离，取所有压电元件测得的距离的平均值作为距离估计值。