[发明专利]一种基于光纤光栅传感器的蜂窝夹芯复合材料冲击装置及定位方法

权利要求书

1.一种基于光纤光栅传感器的蜂窝夹芯复合材料冲击装置及定位方法，其特征在于，所述定位方法包括如下步骤：

步骤S110、获取待测试蜂窝夹芯结构件上多个光线光栅传感器冲击点应力应变信号；

步骤S120、对在步骤S110采集到的应力应变信号进行预处理，判断应力应变信号幅度的绝对值是否超过预设幅值；

步骤S130、对预处理后的信号进行裁剪并提取信号特征值，并将特征值进行归一化处理；

步骤S140、利用支持向量机对上述特征值进行定位；

步骤S150、对支持向量机的参数进行寻优。

2.如权利要求1所述定位方法，其特征在于，

所述步骤S110在应力应变信号获取前，需要先在待测试的结构上均匀的布置多个光纤光栅传感器，使得待测试结构上的多个光纤光栅传感器可以构成传感器网络；

所述步骤S110，控制冲击摆对待测试结构上预设冲击点进行冲击之前，还需要确定多个预设冲击点；

所述步骤S110，对每个冲击点进行预设次数的冲击后，可以获取到多段的应变信号，每段应变信号对应的为一次采集的一段时间内的应变信号。

3.如权利要求1所述定位方法，其特征在于，

步骤S120、对在步骤S110采集到的应力应变信号进行预处理，判断应力应变信号幅度的绝对值是否超过预设幅值；

所述步骤S120的进行是在步骤S110采集到应力应变信号的基础上同步进行的；

所述步骤S120、在实时获取待测试结构上的多个光纤光栅传感器采集的应变信号时，可以判断多个光纤光栅传感器采集的应变信号中，是否存在任意一个光纤光栅传感器对应的应变信号的幅值绝对值超过预设幅值绝对值；

所述步骤S120中，倘若步骤S110获取到了一个光纤光栅传感器采集的应力应变信号的幅值绝对值超过预设幅值绝对值；步骤S120，即可将此幅值认定为位移信号，将其删除并利用插值法对其补充；

所述步骤S120、需要针对每段应变信号进行裁剪处理，裁剪处理是获取每段信号中幅值绝对值最大值所对应的时间前后范围内一定时间段的应变信号；

所述步骤S120中，所述幅值绝对值最大值所对应的时间前后范围内一定时间段的应变信号，即需要获取的每段应变信号中具有冲击的特性的信号。

4.如权利要求1所述定位方法，其特征在于，

步骤S130、对预处理后的信号进行裁剪并提取信号特征值，并将特征值进行归一化处理；

所述步骤S130、提取的特征值包括：每段应变信号的最大应变值和最小应变值；每段应变信号的小波分解能量熵；

所述步骤S130中，因为应变信号为冲击信号，因此对应变信号小波包分解采用db5小波函数，应变信号经过5层小波包分解后，在频域内被平均分解成32个子频带，且每个子频带互不重叠，分解后得到32个小波包系数，基于最后一层小波包分解每个子频带的小波包系数得到每个子频带包含的信号能量；

所述应变信号小波包分解的定义如下：定义原始信号为S，小波包重构信号为S_jk(j为小波包分解层数，j＝1,2,3,...,n,k第j层第k个节点,k＝1,2,3,...,m)，其重构信号所对应的能量为E_jk：

所述步骤S130、的归一化处理即将上述分解处理后的特征值按列归一化至0-1区间。

5.如权利要求1所述定位方法，其特征在于，

步骤S140、利用支持向量机对上述特征值进行定位；

所述步骤S140、支持向量机对所述特征值进行定位，即为将每个冲击点的冲击信号分为两个部分，一个部分作为支持向量机的训练集，另一个部分作为支持向量机的测试集，测试每个冲击点的定位情况与实际冲击点的位置对比，从而计算冲击定位方法的准确度。

6.如权利要求1所述定位方法，其特征在于，

步骤S150、对支持向量机的参数进行寻优

所述步骤S150选择的是群智能优化方法对支持向量机参数进行寻优，所述优化方法对冲击位置进行定位，并与实际冲击位置作对比，得出准确率，进而获取待测试蜂窝夹芯复合材料件准确冲击定位结果。