[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于密集陣列的智能蘭姆波缺陷定位方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111426705.6
• 申請(qǐng)日: 2021-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114371217A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉增華;陳洪磊;魯朝靜;吳斌;何存富
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N29/04
• 分類(lèi)號(hào): G01N29/04;G01N29/07;G06N3/00
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種基于密集陣列的智能蘭姆波缺陷定位方法，其特征在于：包含檢測(cè)分析函數(shù)模型和智能分析算法；檢測(cè)分析函數(shù)模型由2個(gè)基于直達(dá)時(shí)間飛行法DTFM和飛行時(shí)間差法FTDM構(gòu)建的種群殘差計(jì)算函數(shù)、1個(gè)約束函數(shù)和1個(gè)優(yōu)化函數(shù)組成；基于改善后的進(jìn)化策略對(duì)分析函數(shù)模型進(jìn)行分析，由分析保留個(gè)體分布確定缺陷位置；

DTFM和FTDM種群殘差計(jì)算函數(shù)分別表示為(1)、(4)；DTFM通過(guò)分析由激勵(lì)傳感器i和檢測(cè)傳感器j構(gòu)成檢測(cè)對(duì)檢測(cè)到的散射信號(hào)飛行距離與種群個(gè)體p_g到激勵(lì)位和檢測(cè)距離之和的差，計(jì)算得到個(gè)體分析殘差FTDM通過(guò)計(jì)算散射信號(hào)到相鄰檢測(cè)位的傳播距離之差與種群個(gè)體到相應(yīng)檢測(cè)位距離之差的差值得到個(gè)體分析殘差

由分析模糊性控制參數(shù)δ和個(gè)體殘差值定義約束函數(shù)(7)；分析中保留殘差值在δ以?xún)?nèi)的個(gè)體用于后續(xù)分析，減少智能算法分析步數(shù)；

分別將各檢測(cè)對(duì)分析保留種群的DTFM個(gè)體殘差ε^D和FTDM個(gè)體殘差ε^F進(jìn)行歸一化處理，然后進(jìn)行線(xiàn)性組合得到組合分析殘差ε_c，建立缺陷定位優(yōu)化函數(shù)(8)，改善聲場(chǎng)指向性對(duì)檢測(cè)分辨率的影響；其中和分別為DTFM個(gè)體殘差最大和最小值；和分別為FTDM個(gè)體殘差最大和最小值；

智能檢測(cè)分析算法核心內(nèi)容包括5個(gè)部分：

步驟1：信號(hào)預(yù)處理；測(cè)量板中蘭姆波傳播群速度v_g；檢測(cè)信號(hào)減去參考信號(hào)得到由激勵(lì)傳感器i和檢測(cè)傳感器j構(gòu)成檢測(cè)對(duì)檢測(cè)到的散射信號(hào)，提取散射信號(hào)波包的飛行時(shí)間參數(shù)式(2)計(jì)算各散射信號(hào)波包飛行距離參量由式(5)計(jì)算散射信號(hào)到相鄰檢測(cè)位j和j+1的飛行距離差

步驟2：算法初始化；設(shè)置最大進(jìn)化代數(shù)g_m；每代保留個(gè)體數(shù)目n_k，模糊篩選閾值參數(shù)δ；個(gè)體最大釋放數(shù)目n_f及釋放半徑r_f；依據(jù)板結(jié)構(gòu)檢測(cè)范圍設(shè)置個(gè)體釋放參數(shù)范圍矢量依據(jù)式(9)得到初始化種群p_g＝0；分析中所有個(gè)體采用實(shí)數(shù)編碼；

p_g＝0(θ)＝θ_L+rand×(θ_U-θ_L) (9)

步驟3：種群篩選；該部分由DTFM個(gè)體篩選、FTDM種群距離差分析和種群組合分析3個(gè)部分組成；(a)DTFM個(gè)體篩選：①首先由式(3)計(jì)算種群個(gè)體p_g到激勵(lì)-檢測(cè)對(duì)的距離參數(shù)②由式(1)計(jì)算個(gè)體的距離差值ε^D；③基于約束函數(shù)(7)，剔除個(gè)體距離差值大于δ的個(gè)體，得到各檢測(cè)對(duì)下DTFM分析保留種群

(b)FTDM種群距離差分析：首先，由式(6)計(jì)算到相鄰檢測(cè)位的距離差而后由式(4)計(jì)算的FTDM距離差(c)種群組合分析：①依據(jù)式(8)將直達(dá)時(shí)間飛行法的距離差值ε^D和飛行時(shí)間差法的距離差值ε^F歸一化處理后線(xiàn)性組合，得到種群優(yōu)化分析距離差值ε_c；②基于ε_c對(duì)p^D進(jìn)行升序排列，提取前n_k個(gè)個(gè)體作為缺陷定位分析的種群③由式(10)計(jì)算種群殘差值ε_g，用于算法收斂評(píng)估；

ε_g＝mean(ε_c) (10)

步驟4：截止判據(jù)；如果進(jìn)化代數(shù)等于g_m或種群距離殘差小于截止參數(shù)，ε_g≤ε_t，則停止；執(zhí)行步驟5；

步驟5：種群更新，生成下一代分析個(gè)體；①依據(jù)預(yù)定義的個(gè)體最大釋放數(shù)目n_f、釋放半徑r_f和式(11)對(duì)種群進(jìn)行更新，產(chǎn)生新的子代②將所有產(chǎn)生的子代和父代組合得到新一代分析種群p_g；g＝g+1，跳轉(zhuǎn)至步驟3；

式中sign——參數(shù)符號(hào)函數(shù)；

round——右向取整函數(shù)。