[发明专利]一种侵彻过载信号的特征提取方法

说明书

本发明公开了一种侵彻过载信号的特征提取方法，包括利用总体经验模态分解法对测试信号进行分解、构造多维观察信号并对多维观察信号的自相关矩阵进行奇异值分解、确定主分量信号源数、形成多通道混合信号、采用二阶盲辨识算法对多通道混合信号进行盲源分离处理获得源信号、对源信号进行特征提取；针对合理分离弹体侵彻板靶时弹体的刚体加速度特征，滤除测试信号中含有的结构响应和外部噪声成份，从而进行侵彻过载信号特征的提取的问题，本发明所提供的一种侵彻过载信号的特征提取方法，对侵彻过载信号进行处理，能够获得反映弹体侵彻目标过程的刚体加速度特征的信号分量及弹体侵彻目标过程时的弹体二次或多次谐振频率的信号分量。

技术领域

本发明涉及一种侵彻过载信号的特征提取方法。

背景技术

弹体侵彻过载测试较为复杂，采用弹体底部放置特殊装置是获取过载信号的常用方法。通过对获取的测试信号进行分析、处理，得到了弹体侵彻板靶过程的加速度、速度、位移等重要参数，为弹体结构、强度、装药稳定性和引信可靠性设计提供了重要参考。但是，弹体侵彻测试所获的信号不仅包含弹体侵彻靶体的刚体加速度特征，还包含了弹体以及测试装置的结构响应和外部噪声。一般来说，弹体会在其固有频率处或其二次谐波、多次谐波处发生最大振动。因此，需要合理分离弹体侵彻板靶时弹体的刚体加速度特征，滤除测试信号中含有的结构响应和外部噪声成份，从而进行侵彻过载信号的特征提取。

发明内容

针对合理分离弹体侵彻板靶时弹体的刚体加速度特征，滤除测试信号中含有的结构响应和外部噪声成份，从而进行侵彻过载信号的特征提取的问题，本发明提供一种侵彻过载信号的特征提取方法，对侵彻过载信号进行处理，能够获得反映弹体侵彻目标过程的刚体加速度特征的信号分量及弹体侵彻目标过程时的弹体二次或多次谐振频率。

本发明为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种侵彻过载信号的特征提取方法，包括以下步骤：

步骤一：利用总体经验模态分解法对弹丸侵彻目标过程获取的单通道侵彻过载测试信号x(t)进行分解；

a)将信号x(t)中加入均值为零且标准差为常数的高斯白噪声，高斯白噪声与信号x(t)等长：

x_i(t)＝x(t)+s_i(t) (1)

其中，s_i(t)为第i次加入的高斯白噪声，x_i(t)为第i次加入高斯白噪声后的信号；

b)利用经验模态分解法对信号x_i(t)进行分解：

其中，c_ij为第i次分解得到的第j个IMF分量，x_i(t)含有n个IMF分量，r_i为第i次分解得到的余量；

c)重复步骤a)和b)N次，每次添加的高斯白噪声序列不同，将N次分解得到的IMF分量和余量进行总体平均计算，得到信号x(t)的IMF分量c_j和余量r：

d)总体经验模态分解法的最终结果为：

步骤二：构造多维观察信号x_imf，并对多维观察信号x_imf的自相关矩阵进行奇异值分解；

e)利用信号x(t)、IMF分量c_j和余量r构造多维观察信号x_imf：

x_imf＝(x(t)，c₁，…，c_n，r) (6)