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原文传递一种纤维拉伸断裂的声发射信号的特征提取方法

专利名称：	一种纤维拉伸断裂的声发射信号的特征提取方法
摘要：	本发明公开一种纤维拉伸断裂的声发射信号的特征提取方法，目的在于寻找更为有效的研究纱线拉伸断裂过程中纤维对纱线的实现方案，其包括如下步骤：对预设信号做归一化处理；计算归一化之后的预设信号的协方差矩阵；将协方差矩阵的每一行作为一个横向量，并计算每一个横向量的方差；判断方差是否大于预设阈值，若是，则计算横向量的平均值；获取进行平均值计算的横向量和平均值在原横向量中的频率，并基于获取的横向量和频率得到纤维拉伸断裂声发射信号的特征矩阵。本发明通过主成分分析方法对预设信号提取纤维拉伸断裂声发射信号的特征矩阵，降低了计算的复杂性，在一定程度上方便了工程分析。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海工程技术大学
发明人：	辛斌杰;易亚男;林兰天;张学雨;王益亮;刘岩;郑元生
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201811644043.8
公开号：	CN109682676A
代理机构：	上海伯瑞杰知识产权代理有限公司
代理人：	孟旭彤
分类号：	G01N3/06(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	201620 上海市松江区龙腾路333号
主权项：	1.一种纤维拉伸断裂的声发射信号的特征提取方法，其特征在于，所述纤维拉伸断裂的声发射信号的特征提取方法包括如下步骤：对预设信号做归一化处理，所述预设信号基于纤维拉伸断裂声发射信号生成；计算归一化之后的预设信号的协方差矩阵；将所述协方差矩阵的每一行作为一个横向量，并计算所述每一个横向量的方差；判断所述方差是否大于预设阈值，若是，则计算所述横向量的平均值；获取进行平均值计算的横向量和所述平均值在原横向量中的频率，并基于获取的所述横向量和所述频率得到纤维拉伸断裂声发射信号的特征矩阵。 2.如权利要求1所述的纤维拉伸断裂的声发射信号的特征提取方法，其特征在于，所述预设阈值为0.1。 3.如权利要求1所述的纤维拉伸断裂的声发射信号的特征提取方法，其特征在于，所述基于获取的所述横向量和所述频率得到纤维拉伸断裂声发射信号的特征矩阵之后，包括如下步骤：获得不同纤维的纤维拉伸断裂声发射信号的特征矩阵并基于最小二乘支持向量机建立识别模型。 4.如权利要求3所述的纤维拉伸断裂的声发射信号的特征提取方法，其特征在于，所述获得不同纤维的纤维拉伸断裂声发射信号的特征矩阵并基于最小二乘支持向量机建立识别模型之后，包括如下步骤：获得待识别的纤维拉伸断裂声发射信号，基于建立的识别模型识别所述待识别的纤维拉伸断裂声发射信号的类别。 5.如权利要求1所述的纤维拉伸断裂的声发射信号的特征提取方法，其特征在于，所述预设信号基于纤维拉伸断裂声发射信号生成包括如下步骤：采集纤维拉伸断裂声发射信号，使用小波变换对所述纤维拉伸断裂声发射信号降噪；所述纤维拉伸断裂声发射信号包括从开始拉伸纤维到纤维断裂结束的所有声音；从降噪后所述纤维拉伸断裂声发射信号中截取有效信号，并利用HHT变换生成所述有效信号的关于时间-频率-能量的三维分布图，也即预设信号。 6.如权利要求5所述的纤维拉伸断裂的声发射信号的特征提取方法，其特征在于，所述采集纤维拉伸断裂声发射信号包括如下步骤：在全静音环境下使用PVDF压电传感器采集纤维拉伸断裂声发射信号。 7.如权利要求5所述的纤维拉伸断裂的声发射信号的特征提取方法，其特征在于，所述从降噪后所述纤维拉伸断裂声发射信号中截取有效信号包括如下步骤：对降噪后的纤维拉伸断裂声发射信号进行高通滤波过滤；判断过滤之后的纤维拉伸断裂声发射信号的波形因子是否大于第一预设阈值，若大于，则进行截取并判断获得的截取信号的均方根值是否位于预设值域且峭度指标是否大于第二预设阈值，若是，则所述截取信号为有效信号。 8.如权利要求7所述的纤维拉伸断裂的声发射信号的特征提取方法，其特征在于，所述第一预设阈值为1.1；预设值域为大于5小于40；第二预设阈值为10。 9.如权利要求5所述的基于希尔伯特黄变换的纤维断裂声发射分析方法，其特征在于，所述使用小波变换对所述纤维拉伸断裂声发射信号降噪为使用小波基为sym6函数，分解层数为5的小波变换对所述纤维拉伸断裂声发射信号降噪。 10.如权利要求5所述的基于希尔伯特黄变换的纤维断裂声发射分析方法，其特征在于，所述利用HHT变换生成所述有效信号的关于时间-频率-能量的三维分布图，也即预设信号，包括如下步骤：对所述有效信号进行EEMD分解，并对分解之后得到的N个IMF中融入白噪声，其中N为大于1的自然数；将每次融入白噪声之后的各IMF的集成均值作为最终信号，对最终信号进行阈值相关系数判断，当阈值相关系数大于5％时，则对相应的IMF进行Hilbert变换；汇总所有的IMF分量的Hilbert谱即生成所述有效信号的关于时间-频率-能力的三维分布图，也即预设信号。
所属类别：	发明专利