[发明专利]一维构件应力波信号特征的筛选方法

说明书

技术领域

本发明属于信号特征识别领域，尤其涉及一种基于灰色系统理论和量化信息熵 的，一维构件应力波信号特征的筛选方法。

背景技术

本发明是一维构件无损检测技术的关键部分。一维构件无损检测是应用非常广泛 的技术，特别是在建筑桩基、轴承和锚杆等，应力波信号特征值的选择和提取是该技术中最 核心的部分。

目前在一维构件完整性检测上应用最广泛的方法为应力波法，即：在一维构件的 同一端安置应力波激发器和信号接收传感器，激发应力波之后，应力波传感器会接收到完 整的应力波信号波形，波形中包含丰富的信息，通过分析信号波形特征量，可以得到一维构 件的完整性信息。目前常见的应力波特征量包括信号的幅值、能量(功率谱密度)，方差等， 提取特征量的方式有在信号整个时程上提取特征量，还有先将信号分段，提取每段信号的 特征量。无论是在信号整个时程上，还是分段提取信号的特征量，都难免会造成损伤特征的 遗漏和检测分辨率的降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种高可靠性、高分辨率的，一维构件应力波信号特征的筛 选方法。

一维构件应力波信号特征的筛选方法，包括以下步骤，

步骤一：对原始应力波信号进行预处理，用小波包分解的方法对应力波信号进行 分解，得到m个子波；

步骤二：将量化信息熵作为一维构件应力波信号的特征量；

步骤三：构造固定宽度W的时间窗，在每个子波信号上按步进长度B移动提取信号 特征值，得到多维的应力波量化信息熵矩阵；步进长度B的取值满足W/8＜B＜W/4；

步骤四：对多维的应力波量化信息熵矩阵进行降维处理，求所有子波对应同一位 置的特征值的均值，得到一维的量化信息熵均值向量；

步骤五：应用灰色系统理论中的多参数关联分析方法，通过计算多种失效特征量 的待检状态模式与标准正常状态模式的关联度，对比关联度的大小来判断系统的性能状 态，完成应力波特征量筛选。

本发明一维构件应力波信号特征的筛选方法，还可以包括：

1、量化信息熵为：

DH(X)=Σi=0D-1Numipilog21pi]]>

其中，D为幅值区间的个数，Num_i表示第i个幅值区间内采样点个数，p_i为第i个幅值 区间内采样点数的统计概率。

2、应力波量化信息熵矩阵为：