[發(fā)明專利]基于Teager能量算子和樣本熵的板結(jié)構(gòu)沖擊監(jiān)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711096005.9
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN108061635A
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李彤韡
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團公司金城南京機電液壓工程研究中心
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 張毓靈

1.基于Teager能量算子和樣本熵的板結(jié)構(gòu)沖擊監(jiān)測方法，其特征在于：采用分布式光纖布拉格光柵傳感器網(wǎng)絡(luò)感知結(jié)構(gòu)中不同位置的沖擊響應(yīng)信號，首先用Teager能量算子對響應(yīng)信號進行處理，再提取沖擊響應(yīng)信號的樣本熵，通過樣本熵定量估計沖擊響應(yīng)信號的復(fù)雜度，利用該樣本熵與沖擊距離存在的關(guān)系，實現(xiàn)沖擊定位。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Teager能量算子和樣本熵的板結(jié)構(gòu)沖擊監(jiān)測方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟一：分布式光纖布拉格光柵傳感網(wǎng)絡(luò)布置；步驟二：待測沖擊的光纖布拉格光柵傳感器響應(yīng)信號采集及Teager能量算子處理；步驟三：經(jīng)處理沖擊響應(yīng)信號的樣本熵計算；步驟四、確定待測點所在區(qū)域，并計算區(qū)域內(nèi)樣本沖擊點響應(yīng)信號的樣本熵；步驟五：沖擊點到傳感器的距離與相應(yīng)樣本熵差值之間的關(guān)系模型構(gòu)建；步驟六：基于三角區(qū)域法，計算待測沖擊點的具體坐標位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于Teager能量算子和樣本熵的板結(jié)構(gòu)沖擊監(jiān)測方法，其特征在于：步驟一中分布式光纖布拉格光柵傳感網(wǎng)絡(luò)布置的具體過程如下：

在四邊固支板結(jié)構(gòu)中心位置選取一個正方形監(jiān)測區(qū)域ABCD，其中點A位于監(jiān)測區(qū)域左上角頂點，A、B、C、D按逆時針方向分布于正方形監(jiān)測區(qū)域各頂點；選取板結(jié)構(gòu)待監(jiān)測區(qū)域的中心O作為坐標原點，建立一個二維直角坐標系，定義X軸平行于AD方向，Y軸平行于AB方向；在監(jiān)測區(qū)域頂點位置A、C布置軸向平行于正方形監(jiān)測區(qū)域?qū)蔷€BD的光纖布拉格光柵傳感器，分別計作FBG1、FBG3，在監(jiān)測區(qū)域頂點位置B、D布置軸向平行于正方形監(jiān)測區(qū)域?qū)蔷€AC的光纖布拉格光柵傳感器，分別計作FBG2、FBG4，同時在正方形待監(jiān)測區(qū)域中心位置分別布置垂直對角線AC、BD方向的光纖布拉格光柵傳感器，分別計作FBG5、FBG6；將這些光纖布拉格光柵傳感器連成一串并粘貼于板結(jié)構(gòu)背面以此構(gòu)成分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于Teager能量算子和樣本熵的板結(jié)構(gòu)沖擊監(jiān)測方法，其特征在于：步驟二：待測沖擊的光纖布拉格光柵傳感器響應(yīng)信號采集及Teager能量算子處理的具體過程如下：

步驟2-1、采用沖擊錘對板結(jié)構(gòu)的待監(jiān)測沖擊區(qū)域內(nèi)的點施加低速沖擊載荷，利用光纖光柵解調(diào)儀記錄該沖擊下分布式傳感網(wǎng)絡(luò)中6個光纖布拉格光柵傳感器的沖擊響應(yīng)信號x(n)；

步驟2-2、Teager能量算子定義為：

Ψ[x(n)]＝[x(n)]2-x(n-1)x(n+1) (1)

該算子具有抑制信號干擾和提高時間分辨率的效果，將傳感器采集到的響應(yīng)信號x(n)先去除直流分量，再通過Teager能量算子計算得到經(jīng)處理的信號u(n)。