[发明专利]基于传递路径误差补偿来识别冲击源位置的方法及系统

权利要求书

1.一种基于传递路径误差补偿来识别冲击源位置的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、基于同尺寸复合材料的加筋板及不加筋板，并结合阵列传感器，仿真计算得到传递路径误差矩阵；

S2、根据所述阵列传感器，获取待定位冲击点的阵列信号；

S3、基于预设的协方差矩阵，对所述阵列信号进行特征值分解，得到所述阵列信号的信号子空间和噪声子空间，并根据所得到的信号子空间和噪声子空间，在预设的阵列信号矢量函数中确定所述阵列信号的导向矢量，且结合所述仿真得到的传递路径误差矩阵对所述阵列信号的导向矢量进行补偿，进一步将补偿后的导向矢量导入预设的空间谱函数中进行计算，得到空间谱峰值点所对应的空间谱方位；

S4、将所述空间谱峰值点所对应的空间谱方位作为初始估计值，且进一步导入预设的代价函数中进行迭代计算，输出所述预设的代价函数中迭代结果为最小时的空间谱方位并作为待定位冲击点的实际方位；其中，所述预设的代价函数中的迭代变量至少有空间谱方位；

所述步骤S1具体包括：

基于同尺寸复合材料的加筋板及不加筋板，使用有限元分析软件，分别构建出加筋板有限元模型和不加筋板有限元模型；

设定阵列传感器，并在所述加筋板有限元模型和所述不加筋板有限元模型的相同位置上每次均施加等同荷载来模拟冲击点，且进一步结合阵列传感器模拟接收所述加筋板有限元模型上模拟冲击点的冲击信号和所述不加筋板有限元模型上模拟冲击点的冲击信号，统计出预定角度范围内阵列传感器中各阵元至各模拟冲击点在过筋以及不过筋时的幅值和相位；

对统计出预定角度范围内阵列传感器中各阵元至各模拟冲击点在过筋以及不过筋时的幅值和相位进行曲线拟合，确定所述加筋板有限元模型和所述不加筋板有限元模型在相同模拟冲击点上所对应至阵列传感器中同一阵元的相位差和幅值差，并根据所确定的相位差和幅值差，得到所述传递路径误差矩阵。

2.如权利要求1所述的基于传递路径误差补偿来识别冲击源位置的方法，其特征在于，通过公式T(r,θ)＝{T₁(r,θ),...,T_q(r,θ),...T_2m+1(r,θ)}，得到所述传递路径误差矩阵；其中，

T(r,θ)为所述传递路径误差矩阵；2m+1为阵列传感器中阵元总数；r为某一模拟冲击点至阵列传感器中某一阵元的距离，即幅值；θ为某一模拟冲击点至阵列传感器中某一阵元之间的连线与阵列传感器中阵元连线所形成的夹角，即相位；其为第q个阵元对应的传递路径误差；C_q为所述加筋板有限元模型和所述不加筋板有限元模型在相同模拟冲击点上所对应至阵列传感器中第q个阵元的幅值差；Δτ_q为所述加筋板有限元模型和所述不加筋板有限元模型在相同模拟冲击点上所对应至阵列传感器中第q个阵元的相位差，且τ_q＝(r₀-r_q)/c，r₀为模拟冲击点至阵列传感器中心阵元O的距离；c为传播的波速；ω₀为中心频率。