[发明专利]一种高速风机叶片外形检测方法

权利要求书

1.一种高速风机叶片外形检测方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：利用超声波发射装置向高速风机叶片发射超声波，对返回的回波信号进行信号预处理；

S2：构建基于高速风机叶片形变识别的支持向量机模型，利用支持向量机模型对预处理后的回波信号是否存在叶片形变进行检测，利用时频转换方法将存在叶片形变的回波信号转换为时频图；

S3：构建以信号时频图为输入，叶片形变位置以及形变大小为输出的神经网络模型，获取神经网络模型训练集，利用梯度下降法训练得到模型的训练参数；

S4：将模型训练参数作为神经网络模型的参数，若检测到叶片形变，则将回波信号的时频图输入到神经网络模型中，神经网络模型输出高速风机叶片产生形变的位置和形变大小。

2.如权利要求1所述的一种高速风机叶片外形检测方法，其特征在于，所述S1步骤中利用超声波发射装置向高速风机叶片发射超声波，包括：

超声波发射装置向高速风机叶片表面发射超声波，则超声波信号x(t)为：

x(t)＝h(m)*e(t-m+1),m＝1,2,…,M

其中：

h(t)表示超声波信号在传递过程中产生的传递波，将传递波离散化为h(m)，M表示传递波的长度；

e(t-m+1)表示传递波的反射序列；

β表示超声波的信号幅值，将其设置为1；

α表示超声波的信号带宽，将其设置为10³；

f表示超声波发射装置的中心频率，将其设置为100Hz；

表示超声波发射装置的初始相位，将其设置为π/6；

τ表示超声波的偏移时间，将其设置为0.03；

t表示超声波信号的时域信息；

超声波能量到达高速风机叶片反射回来，形成高速风机叶片表面的回波B，若高速风机叶片表面存在形变缺陷或颗粒物质，则超声波遇到叶片表面形变缺陷或颗粒会发生反射，形成高速风机叶片表面的形变波D，将高速风机叶片表面的回波B以及高速风机叶片表面的形变波D作为接收到的回波信号u(t)，其中t表示信号的时域信息。

3.如权利要求2所述的一种高速风机叶片外形检测方法，其特征在于，所述S1步骤中对返回的回波信号进行小波降噪的信号预处理，包括：

利用小波降噪技术对回波信号进行降噪处理，得到预处理后的回波信号，所述小波滤波技术流程为：

1)选择小波函数ω(t)，固定尺度因子a，利用所选择的小波函数对回波信号u(t)进行小波变换处理，所述小波变换处理公式为：

其中：

b表示小波函数的位移因子；

q_u(t)(a,b)表示小波变换得到的小波系数；

2)改变小波函数的位移因子并重复步骤1)，得到在尺度因子a下的小波系数；

3)改变尺度因子a，重复步骤1)2)，得到回波信号在不同尺度因子、位移因子下的小波系数q_u(t)(a,b)，直到

4)确定小波阈值为σ；

5)删除小于小波阈值σ的小波系数，选择大于小波阈值σ的小波系数，利用小波逆变换方法将小波系数重构为回波信号，将重构得到的回波信号作为预处理后的回波信号f(t)，则小波逆变换方法的公式为：

其中：

q_u(t)(a,b)′为大于小波阈值的小波系数；

f(t)为重构得到的回波信号。