[发明专利]基于改进箕舌线函数LMS算法的自适应TOF计算方法及采用该方法的测厚技术

权利要求书

1.一种基于改进箕舌线函数LMS算法的自适应TOF计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、从去噪后的超声回波信号中截取两个相邻回波，然后对两回波之间的截断处补零，分别获得前后两个回波信号x₁(k)和x₂(k)；则两个相邻的超声回波信号表示为：

式中，λ为超声衰减系数，D表示两相邻回波TOF的值；

对两个相邻的超声回波信号进行傅里叶变换得：

然后令λe^-jωD＝W(e^jω)，再将其代入式中，得：X₂(e^jω)＝W(e^jω)·X₁(e^jω)

根据时域卷积定理，得：x₂(k)＝x₁(k)*w(k)；

式中，W(e^jω)表示两超声回波之间的脉冲响应，由式w(k)＝λsinc[π(k-D)]计算获得；

步骤二、引入箕舌线的LMS算法，表达式为：

e(k)＝d(k)-X^T(k)·ω(k)

ω(k+1)＝ω(k)+2μ(k)e(k)X(k)

式中，e(k)代表输出误差，d(k)代表期望信号，T表示采样周期，ω(k)为k时刻的更新权值，X^T(k)＝(x(k)，x(k+1)，...x(k+N-1))为输入信号，μ(k)代表迭代步长；

a为步长调整因子，控制箕舌线函数的取值范围，0＜a＜1；

b为决定箕舌线函数波形大小的系数，b＞1；

步骤三、改进箕舌线函数LMS算法及步长μ(k)算法，改进后表达式为：

p(k)＝mp(k-1)+N(1-m)e(k)e(k-1)

β(k)＝δβ(k-1)+γp²(k)

式中，p(k)为误差信号瞬时自相关均值，在此处作为步长μ(k)调节函数，N为误差信号对期望信号的干扰因子，m为采样频率调节参数，β(k)和α(k)为根据p(k)由a和b分别变换而来，δ和γ为调节箕舌线函数形状的固定常数；

步骤四、计算k次迭代的输出误差e(k)和步长调节函数p(k)，求出更新步长μ(k)，按照更新步长不断迭代更新W(k)，直至完成最后一次迭代；

求解脉冲响应W(k)极大值对应横坐标t₀，将t₀乘以采样周期T，即为自适应TOF的值。

2.一种采用如权利要求1所述计算方法的测厚技术，其特征在于，包括如下过程：

一、获取被测件超声声速s；

二、采用如权利要求1所述计算方法计算出超声声时t_TOF；

三、被测件厚度由式计算获得。

3.根据权利要求2所述的测厚技术，其特征在于，被测件超声声速通过测量计算或者查询手册获得。