[发明专利]一种适用于悬臂梁的冲击损伤区域识别方法及装置

权利要求书

1.一种适用于悬臂梁的冲击损伤区域识别方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1：根据识别精度将悬臂梁分割成m个区域；其中，m为大于1的正整数；

步骤S2：获取悬臂梁上各区域内每次冲击损伤实验对应的k个时域应变响应信号；其中，k为传感器的个数；

步骤S3：基于希尔伯特-黄变换对各区域内每次冲击损伤实验对应的k个时域应变响应信号进行处理，获得各区域内每次冲击损伤实验对应的k个边际谱；

步骤S4：根据各区域内每次冲击损伤实验对应的k个边际谱确定各区域内每次冲击损伤实验对应的1个特征边际谱；

步骤S41：在第i个区域内第t次击损伤实验对应的k个边际谱上分别截取特征频率范围内边际谱，得到第i个区域内第t次击损伤实验对应的p×k个选带边际谱，其中，p为特征频带的个数；

步骤S42：将第i个区域内第t次冲击损伤实验获得的p×k个所述选带边际谱进行组合，获得第i个区域内第t次冲击损伤实验对应的1个特征边际谱；其中，m≥i≥1，n≥t≥1；

步骤S5：根据各区域内每次冲击损伤实验对应的1个特征边际谱构建样本数据库；所述样本数据库包括n×m个冲击损伤实验的样本，每个样本包括1个特征边际谱；

步骤S6：利用所述样本数据库对支持向量机进行训练；

步骤S7：利用训练后的支持向量机对悬臂梁的损伤区域进行识别。

2.根据权利要求1所述的适用于悬臂梁的冲击损伤区域识别方法，其特征在于，所述基于希尔伯特-黄变换对各区域内每次冲击损伤实验对应的k个时域应变响应信号进行处理，获得各区域内每次冲击损伤实验对应的k个边际谱，具体包括：

步骤S31：对各所述时域应变响应信号分别进行经验模态分解，分别获得所述时域应变响应信号的本征模函数；

步骤S32：应用hhspectrum函数计算本征模函数分量的瞬时频率与振幅；

步骤S33：以所述瞬时频率、所述振幅和时间为输入，应用toimage函数计算时域应变响应信号的Hilbert谱，根据所述Hilbert谱确定中心频率和幅值；

步骤S34：以所述中心频率为输入，应用length函数确定中心频率的点数；

步骤S35：应用sum函数、size函数以及plot函数，以所述中心频率为横坐标，以所述幅值为纵坐标，根据所述中心频率的点数绘制各区域内每次冲击损伤实验对应的k个边际谱。

3.根据权利要求1所述的适用于悬臂梁的冲击损伤区域识别方法，其特征在于，所述利用所述样本数据库对支持向量机进行训练，具体包括：

步骤S61：将所述样本数据库中设定个数的样本作为训练集，将所述样本数据库中剩余个数的样本作为测试集；

步骤S62：利用所述训练集对支持向量机进行训练；

步骤S63：将所述测试集输入训练后的支持向量机进行测试，获得预测损伤区域，确定识别率；

步骤S64：判断所述识别率是否等于100％；如果所述识别率等于100％，则执行步骤S65；如果所述识别率小于100％，则令n＝n+1，返回步骤S2，增加冲击损伤实验的次数，即增加冲击损伤实验的样本；

步骤S65：判断所述识别精度是否符合设定要求；如果所述识别精度符合设定要求，则输出所述冲击损伤模型；如果所述识别精度不符合设定要求，则令m＝m+1，返回步骤S1；或令n＝n+1，返回步骤S2，增加冲击损伤实验的次数，即增加冲击损伤实验的样本。

4.根据权利要求1所述的适用于悬臂梁的冲击损伤区域识别方法，其特征在于，p为2，所述特征频带分别为0～40Hz和70～110Hz。

5.一种适用于悬臂梁的冲击损伤区域识别装置，其特征在于，所述装置包括：

应变响应信号采集系统，用于检测悬臂梁上各区域内每次冲击损伤实验对应的k个时域应变响应信号；

计算机，与所述应变响应信号采集系统连接，用于根据权利要求1-3任一项所述的方法进行损伤区域的识别。