基于相空間重構的磁致伸縮導波信號處理方法研究及實現(xiàn).pdf

1、磁致伸縮導波檢測技術具有非接觸、檢測距離遠等優(yōu)點，近年來受到廣泛的關注。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。由于磁致伸縮導波檢測信號中的噪聲來源復雜，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)磁致伸縮導波信號的特點，本論文從相空間重構的角度出發(fā)，研究了磁致伸縮導波的信號處理方法。
　　首先，基于相空間重構理論研究了利用混沌特征量來揭示磁致伸縮導波信號的混沌特性，進而實現(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，并結合磁致伸縮導波信號的特點，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行了驗證，結果表明，缺陷的產(chǎn)生將導致系統(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，基于相空間重構理論，結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。結合V