本文關(guān)鍵詞：厚截面復(fù)合材料超聲檢測(cè)信號(hào)處理技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著厚截面復(fù)合材料在飛機(jī)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用,針對(duì)厚截面復(fù)合材料的無損檢測(cè)技術(shù)得到了快速發(fā)展,尤其是檢測(cè)效率高、對(duì)人體無害的超聲無損檢測(cè)技術(shù)更是備受關(guān)注。許多檢測(cè)場(chǎng)合受噪聲污染,缺陷信號(hào)淹沒在噪聲中,大大影響了復(fù)合材料缺陷評(píng)價(jià)。如何實(shí)現(xiàn)噪聲影響下厚截面復(fù)合材料超聲信號(hào)的盲提取以及盲提取信號(hào)頻譜分析的譜泄漏抑制是本文的主要研究?jī)?nèi)容。本文在復(fù)合材料超聲檢測(cè)國(guó)家自然科學(xué)基金、省自然科學(xué)基金以及博士點(diǎn)基金項(xiàng)目的支持下展開研究。第一章介紹了復(fù)合材料的主要缺陷類型、厚截面復(fù)合材料無損檢測(cè)技術(shù)、孔隙檢測(cè)技術(shù)以及信號(hào)處理技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,指出復(fù)合材料超聲檢測(cè)信號(hào)盲源分離技術(shù)以及全相位頻譜技術(shù)研究的意義,點(diǎn)明本文的研究背景、研究?jī)?nèi)容以及章節(jié)安排。第二章 介紹了厚截面復(fù)合材料超聲脈沖反射法檢測(cè)的原理,構(gòu)建了理想復(fù)合材料超聲回波曲線并進(jìn)行時(shí)頻分析,對(duì)厚截面復(fù)合材料背散射信號(hào)進(jìn)行成分分析,從技術(shù)上說明復(fù)合材料超聲檢測(cè)信號(hào)的復(fù)雜性及盲源分離和全相位頻譜分析的必要性。第三章對(duì)盲源分離算法進(jìn)行研究,為盲源分離在超聲檢測(cè)信號(hào)處理中的應(yīng)用做好準(zhǔn)備。首先,介紹了盲源分離的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行了基本的理論分析；其次,提出了基于互信息最小化的盲分離算法,通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)算法性能進(jìn)行評(píng)價(jià)；最后,對(duì)提出的算法進(jìn)行歸一化改進(jìn),對(duì)優(yōu)化算法用相同的仿真信號(hào)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),通過對(duì)比優(yōu)化前后算法的性能指標(biāo),證明了優(yōu)化算法具有更好的分離性能。第四章 結(jié)合盲分離優(yōu)化算法,對(duì)厚截面復(fù)合材料超聲信號(hào)盲提取技術(shù)進(jìn)行研究。首先,介紹了厚截面復(fù)合材料超聲反射法檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成；其次,研究了基于互信息最小化的盲分離優(yōu)化算法對(duì)于厚截面復(fù)合材料超聲回波信號(hào)的識(shí)別能力；最后,結(jié)合相空間重構(gòu)理論對(duì)超聲檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行相空間重構(gòu),盲分離后得到多個(gè)獨(dú)立分量,再通過赫斯特指數(shù)提取超聲信號(hào)獨(dú)立分量,最后將超聲信號(hào)獨(dú)立分量重建,實(shí)現(xiàn)噪聲環(huán)境中厚截面復(fù)合材料超聲信號(hào)的盲提取。第五章針對(duì)厚截面復(fù)合材料超聲檢測(cè)盲提取信號(hào)進(jìn)行了全相位頻譜分析研究。首先,對(duì)全相位頻譜分析技術(shù)進(jìn)行理論分析,并通過仿真實(shí)驗(yàn)比較了全相位數(shù)據(jù)預(yù)處理和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)預(yù)處理的不同；其次,對(duì)單一頻率成分確定信號(hào)和多頻率成分確定信號(hào)進(jìn)行全相位頻譜分析,并提出全相位時(shí)移相位差法進(jìn)行頻譜校正；最后,對(duì)含有微弱成分的復(fù)合信號(hào)進(jìn)行全相位頻譜分析,實(shí)現(xiàn)了微弱信號(hào)的檢測(cè),并對(duì)厚截面復(fù)合材料超聲檢測(cè)盲提取信號(hào)進(jìn)行全相位頻譜分析,和傳統(tǒng)FFT相比識(shí)別出了更豐富的成分。第六章 總結(jié)了本文的主要內(nèi)容和研究成果,并對(duì)后續(xù)工作進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：厚截面復(fù)合材料 超聲無損檢測(cè) 盲源分離 相空間重構(gòu) 赫斯特指數(shù) 全相位頻譜分析
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB33;TN911.23
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 1 緒論14-28
• 1.1 引言14-15
• 1.2 復(fù)合材料缺陷及其無損檢測(cè)技術(shù)15-19
• 1.2.1 復(fù)合材料缺陷類型及影響15-16
• 1.2.2 復(fù)合材料無損檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀16-18
• 1.2.3 復(fù)合材料超聲檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀18-19
• 1.3 厚截面復(fù)合材料超聲無損檢測(cè)技術(shù)19-22
• 1.3.1 厚截面復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)無損檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀20
• 1.3.2 厚截面復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)孔隙檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀20-22
• 1.4 厚截面復(fù)合材料超聲檢測(cè)的信號(hào)處理技術(shù)22-25
• 1.4.1 傳統(tǒng)信號(hào)處理技術(shù)22-23
• 1.4.2 盲源分離技術(shù)23-24
• 1.4.3 全相位頻譜分析技術(shù)24-25
• 1.5 論文研究的背景及意義25-26
• 1.6 論文研究的主要內(nèi)容26-28
• 2 厚截面復(fù)合材料超聲脈沖反射法檢測(cè)原理及背散射信號(hào)特征分析28-38
• 2.1 引言28
• 2.2 超聲脈沖反射法檢測(cè)原理28-32
• 2.2.1 超聲波簡(jiǎn)介28-30
• 2.2.2 超聲脈沖反射法檢測(cè)原理30-31
• 2.2.3 超聲波換能器31-32
• 2.3 復(fù)合材料超聲回波仿真信號(hào)32-34
• 2.4 厚截面復(fù)合材料背散射信號(hào)成分分析34-37
• 2.4.1 缺陷信號(hào)35
• 2.4.2 散射噪聲35-36
• 2.4.3 結(jié)構(gòu)噪聲36
• 2.4.4 非聲學(xué)噪聲36-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 3 超聲信號(hào)盲源分離理論分析和算法研究38-68
• 3.1 引言38
• 3.2 盲源分離問題的數(shù)學(xué)模型和基本特性38-43
• 3.2.1 盲源分離的數(shù)學(xué)模型38-40
• 3.2.2 盲源分離的假設(shè)40-41
• 3.2.3 盲源分離的特性41-43
• 3.3 盲源分離的信息理論基礎(chǔ)43-46
• 3.4 基于互信息最小化的自然梯度盲源分離算法46-50
• 3.4.1 數(shù)據(jù)的預(yù)處理46-47
• 3.4.2 基于互信息最小化的分離準(zhǔn)則函數(shù)47-48
• 3.4.3 基于自然梯度的自適應(yīng)互信息逼近48-50
• 3.5 仿真實(shí)驗(yàn)50-59
• 3.5.1 信號(hào)模型50-51
• 3.5.2 仿真信號(hào)的盲源分離51-55
• 3.5.3 結(jié)果評(píng)價(jià)55-59
• 3.6 基于歸一化的自然梯度盲源分離優(yōu)化算法59-66
• 3.6.1 自適應(yīng)更新函數(shù)的歸一化處理59
• 3.6.2 優(yōu)化算法的仿真實(shí)驗(yàn)59-63
• 3.6.3 優(yōu)化算法的性能評(píng)價(jià)63-66
• 3.6.4 優(yōu)化算法在具體應(yīng)用中的步長(zhǎng)選擇66
• 3.7 本章小結(jié)66-68
• 4 基于互信息最小化盲分離優(yōu)化算法的超聲信號(hào)盲提取技術(shù)研究68-96
• 4.1 引言68
• 4.2 復(fù)合材料超聲檢測(cè)系統(tǒng)68-72
• 4.2.1 復(fù)合材料超聲檢測(cè)系統(tǒng)框架68-69
• 4.2.2 超聲采集卡的選擇和參數(shù)69-71
• 4.2.3 超聲檢測(cè)探頭71
• 4.2.4 復(fù)合材料試塊71-72
• 4.3 盲分離優(yōu)化算法對(duì)復(fù)雜情況中復(fù)合材料超聲信號(hào)的識(shí)別實(shí)驗(yàn)72-81
• 4.3.1 信號(hào)模型72-73
• 4.3.2 復(fù)合材料實(shí)際信號(hào)的識(shí)別實(shí)驗(yàn)73-78
• 4.3.3 結(jié)果評(píng)價(jià)78-81
• 4.4 復(fù)合材料超聲信號(hào)的盲提取81-91
• 4.4.1 相空間重構(gòu)82-88
• 4.4.2 含噪超聲信號(hào)的盲分離88
• 4.4.3 超聲信號(hào)的獨(dú)立成分提取88-90
• 4.4.4 超聲信號(hào)重建90-91
• 4.5 復(fù)合材料超聲信號(hào)盲提取實(shí)驗(yàn)91-95
• 4.5.1 相空間重構(gòu)91-93
• 4.5.2 基于互信息最小化的含噪超聲信號(hào)盲分離93
• 4.5.3 超聲信號(hào)獨(dú)立成分提取93-94
• 4.5.4 超聲信號(hào)重建94
• 4.5.5 結(jié)果評(píng)價(jià)94-95
• 4.6 本章小結(jié)95-96
• 5 厚截面復(fù)合材料超聲檢測(cè)盲提取信號(hào)的全相位頻譜分析96-122
• 5.1 引言96
• 5.2 全相位頻譜分析基本理論96-106
• 5.2.1 全相位頻譜分析概念96-97
• 5.2.2 全相位頻譜分析的數(shù)據(jù)預(yù)處理及統(tǒng)一表示97-104
• 5.2.3 傳統(tǒng)FFT譜分析和全相位FFT譜分析的數(shù)學(xué)表達(dá)104-106
• 5.3 單一頻率成分確定信號(hào)的全相位預(yù)處理106-110
• 5.3.1 傳統(tǒng)加窗前后的波形對(duì)比及譜線分析106-108
• 5.3.2 全相位預(yù)處理后的波形對(duì)比及譜線分析108-110
• 5.4 全相位頻譜分析和傳統(tǒng)頻譜分析的比較110-112
• 5.5 全相位FFT譜分析的頻譜校正112-115
• 5.5.1 全相位時(shí)移相位差法的校正原理113-114
• 5.5.2 基于全相位時(shí)移相位差法的頻譜校正實(shí)驗(yàn)114-115
• 5.6 全相位頻譜分析在微弱信號(hào)檢測(cè)中的應(yīng)用115-119
• 5.7 厚截面復(fù)合材料超聲盲提取信號(hào)的全相位頻譜分析實(shí)驗(yàn)119-121
• 5.8 本章小結(jié)121-122
• 6 總結(jié)與展望122-126
• 6.1 總結(jié)122-123
• 6.2 展望123-126
• 參考文獻(xiàn)126-136

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 葉世祥;盲源分離與雷達(dá)信號(hào)處理研究[D];東南大學(xué);2005年

  本文關(guān)鍵詞：厚截面復(fù)合材料超聲檢測(cè)信號(hào)處理技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：426910