[發明專利]基于傳遞路徑誤差補償來識別沖擊源位置的方法及系統

有效

• 申請號: 202110024225.0
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112946070B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 鐘永騰;任利;向家偉;張成;高尚;王志凌
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/22
• 代理公司: 溫州名創知識產權代理有限公司 33258
• 代理人: 陳加利

1.一種基于傳遞路徑誤差補償來識別沖擊源位置的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1、基于同尺寸復合材料的加筋板及不加筋板，并結合陣列傳感器，仿真計算得到傳遞路徑誤差矩陣；

S2、根據所述陣列傳感器，獲取待定位沖擊點的陣列信號；

S3、基于預設的協方差矩陣，對所述陣列信號進行特征值分解，得到所述陣列信號的信號子空間和噪聲子空間，并根據所得到的信號子空間和噪聲子空間，在預設的陣列信號矢量函數中確定所述陣列信號的導向矢量，且結合所述仿真得到的傳遞路徑誤差矩陣對所述陣列信號的導向矢量進行補償，進一步將補償后的導向矢量導入預設的空間譜函數中進行計算，得到空間譜峰值點所對應的空間譜方位；

S4、將所述空間譜峰值點所對應的空間譜方位作為初始估計值，且進一步導入預設的代價函數中進行迭代計算，輸出所述預設的代價函數中迭代結果為最小時的空間譜方位并作為待定位沖擊點的實際方位；其中，所述預設的代價函數中的迭代變量至少有空間譜方位；

所述步驟S1具體包括：

基于同尺寸復合材料的加筋板及不加筋板，使用有限元分析軟件，分別構建出加筋板有限元模型和不加筋板有限元模型；

設定陣列傳感器，并在所述加筋板有限元模型和所述不加筋板有限元模型的相同位置上每次均施加等同荷載來模擬沖擊點，且進一步結合陣列傳感器模擬接收所述加筋板有限元模型上模擬沖擊點的沖擊信號和所述不加筋板有限元模型上模擬沖擊點的沖擊信號，統計出預定角度范圍內陣列傳感器中各陣元至各模擬沖擊點在過筋以及不過筋時的幅值和相位；

對統計出預定角度范圍內陣列傳感器中各陣元至各模擬沖擊點在過筋以及不過筋時的幅值和相位進行曲線擬合，確定所述加筋板有限元模型和所述不加筋板有限元模型在相同模擬沖擊點上所對應至陣列傳感器中同一陣元的相位差和幅值差，并根據所確定的相位差和幅值差，得到所述傳遞路徑誤差矩陣。

2.如權利要求1所述的基于傳遞路徑誤差補償來識別沖擊源位置的方法，其特征在于，通過公式T(r,θ)＝{T₁(r,θ),...,T_q(r,θ),...T_2m+1(r,θ)}，得到所述傳遞路徑誤差矩陣；其中，

T(r,θ)為所述傳遞路徑誤差矩陣；2m+1為陣列傳感器中陣元總數；r為某一模擬沖擊點至陣列傳感器中某一陣元的距離，即幅值；θ為某一模擬沖擊點至陣列傳感器中某一陣元之間的連線與陣列傳感器中陣元連線所形成的夾角，即相位；其為第q個陣元對應的傳遞路徑誤差；C_q為所述加筋板有限元模型和所述不加筋板有限元模型在相同模擬沖擊點上所對應至陣列傳感器中第q個陣元的幅值差；Δτ_q為所述加筋板有限元模型和所述不加筋板有限元模型在相同模擬沖擊點上所對應至陣列傳感器中第q個陣元的相位差，且τ_q＝(r₀-r_q)/c，r₀為模擬沖擊點至陣列傳感器中心陣元O的距離；c為傳播的波速；ω₀為中心頻率。