[發明專利]一種鋼絲繩斷絲損傷識別方法及系統

有效

• 申請號: 201910581645.1
• 申請日: 2019-06-30
• 公開（公告）號: CN110231395B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 朱宏平;翁順;王盟;孫燕華;木威威;杜榮武;陳志丹;李佳靖
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01N27/84
• 分類號: G01N27/84;G06K9/62;G06N3/04
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 尚威;李智

1.一種鋼絲繩斷絲損傷識別方法，包括離線訓練步驟和在線檢測步驟，其特征在于：

所述離線訓練步驟包括：

(1)將大量已知斷絲數目的鋼絲繩作為訓練樣本，將鋼絲繩直徑、鋼絲繩探測儀運行速度、鋼絲繩探測儀檢測到的漏磁信號對應的小波系數峰峰值，這三種特征量作為輸入層參數，將對應的鋼絲繩斷絲數目作為輸出層參數，對選定的神經網絡進行訓練，直至神經網絡的輸出結果在允許誤差范圍內，得到訓練好的神經網絡；步驟(1)包括以下子步驟：

(1.1)將大量已知斷絲數目的鋼絲繩作為訓練樣本，將鋼絲繩直徑、鋼絲繩探測儀運行速度、鋼絲繩探測儀檢測到的漏磁信號對應的小波系數峰峰值，這三種特征量作為輸入層參數，將對應的鋼絲繩斷絲數目作為輸出層參數，建立神經網絡；

(1.2)設置神經網絡的層數以及每層神經元的個數、神經元激活函數的種類、學習的回合數Epoch以及允許誤差；

(1.3)利用步驟(1.1)選取的訓練樣本和步驟(1.2)設定的參數進行神經網絡的迭代優化，直至迭代次數達到指定的Epoch且輸出結果在允許誤差范圍內，得到訓練好的神經網絡；

所述在線檢測步驟包括：

(2)針對未知斷絲數目的待測鋼絲繩，提取鋼絲繩探測儀檢測到的漏磁信號并記錄鋼絲繩直徑、鋼絲繩探測儀運行速度；

(3)對提取的漏磁信號進行連續小波變換，得到小波系數峰峰值，包括如下子步驟：

(3.1)選取復Morlet小波作為小波母函數，表達式為：

其中，f_b表示帶寬參數，f_c表示小波中心頻率，j是虛數符號，t是時間參數；

(3.2)基于復Morlet小波，對檢測到的漏磁信號進行連續小波變換：

其中，a表示尺度因子，b表示平移因子，W_ψ(a,b)表示小波變換后的小波系數，x(t)表示檢測到的漏磁信號，是小波母函數ψ_(a,b)(t)的復共軛形式；

(4)將步驟(2)記錄的鋼絲繩直徑、鋼絲繩探測儀運行速度和步驟(3)得到的小波系數峰峰值導入步驟(1)得到的訓練好的神經網絡，得到神經網絡輸出的參數，即為待測鋼絲繩的斷絲數目。

2.如權利要求1所述的一種鋼絲繩斷絲損傷識別方法，其特征在于，所述步驟(2)包括以下子步驟：

(2.1)固定好待檢測鋼絲繩，記錄鋼絲繩的直徑；

(2.2)設置好鋼絲繩探測儀的運行速度，沿軸向檢測鋼絲繩，提取檢測到的漏磁信號。

3.一種鋼絲繩斷絲損傷識別系統，包括處理器、離線訓練程序模塊、神經網絡程序模塊和在線檢測程序模塊，其特征在于：

所述離線訓練程序模塊在被所述處理器調用時，按照如權利要求1或2所述的步驟(1)對所述神經網絡程序模塊進行訓練；

所述在線檢測程序模塊在被所述處理器調用時，執行如權利要求1或2所述的步驟(2)～(4)。