[發明專利]一種基于改進變分模態分解的磁瓦內部缺陷檢測方法

有效

• 申請號: 202110144047.5
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112464923B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 黃沁元;冉茂霞;劉鑫;李強;周穎;楊天
• 申請（專利權）人: 四川輕化工大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

1.一種基于改進變分模態分解的磁瓦內部缺陷檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取磁瓦在碰撞金屬塊時產生的聲振信號；

S2、采用SSA方法對VMD分解參數進行尋優，獲取聲振信號的最優VMD分解參數；

S3、根據聲振信號的最優VMD分解參數將聲振信號分解為若干個模態分量；

S4、將與原始信號相關性最大的兩個模態分量作為主模態分量，并將兩個主模態分量的最大峰值頻點作為檢測磁瓦內部缺陷的特征向量；

S5、采用KNN對特征向量進行分類識別，完成磁瓦內部缺陷檢測；

步驟S2的具體方法包括以下子步驟：

S2-1、將VMD分解的分解層數K設置為，懲罰參數設置為；將SSA方法的搜索代理數量設置為20，最大迭代尋優次數設置為T，將當前迭代尋優輪次設置為1，優化參數個數設置為2，初始代理分數設置為100；根據VMD分解的設定值隨機初始化搜索代理的初始位置；

S2-2、根據公式：

建立獲取聲振信號的能量差占比的模型；其中表示聲振信號；表示第k個模態分量；為范數；

S2-3、根據公式：

建立獲取最大頻譜重疊系數的模型；其中表示j個頻譜重疊系數更新后的頻譜重疊系數值；和分別表示第k個和第k+1個模態分量的頻域信號中的第i點數據，；表示第j個頻譜重疊系數未完成更新時的頻譜重疊系數值，的初始值為0；表示模態分量的長度；

S2-4、根據公式：

建立獲取適應度值的模型；

S2-5、根據每個搜索代理的初始位置設置VMD分解參數，并在該分解參數設置下進行聲振信號的VMD分解，獲取與每個搜索代理相對應的適應度值；

S2-6、將當前輪次迭代尋優的最小適應度值保存并記錄該適應度值所對應搜索代理的位置，并將當前迭代尋優輪次加1；

S2-7、判斷當前迭代尋優輪次是否大于T，若是則進入步驟S2-8，否則通過SSA方法更新搜索代理位置，并返回步驟S2-2；

S2-8、將保存的適應度值中最小的那個所對應的搜索代理位置對應的K和參數作為聲振信號的最優VMD分解參數。

2.根據權利要求1所述的基于改進變分模態分解的磁瓦內部缺陷檢測方法，其特征在于，步驟S2-1中最大迭代尋優次數T的值為20。

3.根據權利要求1所述的基于改進變分模態分解的磁瓦內部缺陷檢測方法，其特征在于，步驟S3的具體方法包括以下子步驟：

S3-1、初始化第一個迭代形成的模態分量和中心頻率；

S3-2、根據公式：

迭代更新模態分量、中心頻率和Lagrange乘法算子；其中為第n+1次迭代的模態分量頻域信號；為磁瓦聲振信號的頻域表示；為第n次迭代的第p個模態分量的頻域信號；為Lagrange乘法算子的頻域表示，為第n次迭代的Lagrange乘法算子，Lagrange乘法算子的初始值為0；頻率序號；為模態分量的中心頻率；為第n+1次迭代的中心頻率；為第n+1次迭代的Lagrange乘法算子；為Lagrange乘法算子的更新參數；

S3-3、判斷公式：

是否成立，若是則輸出當前K個模態分量以及對應的中心頻率；否則返回步驟S3-2。