[发明专利]一种基于数据匹配的LPMS质量估计方法

摘要

一种基于数据匹配的LPMS质量估计方法，先进行压电式加速度传感器布置；再进行不同质量，不同坠落高度冲击信号采集；然后对这些时域信号进行傅里叶变换，转化为频谱；再设定截止频率，得到有效频段频谱；然后设定多项式拟合阶次，对有效频段频谱进行曲线拟合；再将所有拟合曲线作为样本组成质量估计数据库；然后进行现场数据采集，并得到拟合曲线；再将所得的曲线与数据库中所有样本进行相关性匹配分析；然后根据相关系数与样本信息，计算单通道质量估计值；再剔除异常值，计算最终的质量估计值。本发明避免了坠落高度因素和环境噪声因素的影响，具有精度高以及抗干扰能力强的优点，还具有鲁棒性。

主权项

一种基于数据匹配的LPMS质量估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，在核电站反应堆的压力容器壁上安装三个压电式加速度传感器；步骤二，用不同质量的钢球从不同高度坠落敲击压力容器壁，通过传感器采集冲击信号，记为其中m代表钢球质量，h代表坠落高度，i代表对应的传感器编号，即通道编号；步骤三，对冲击信号进行傅里叶变换得到频谱，记为计算公式为：步骤四，为了消除高频部分的冗余信息，选取截止频率fmax，使频谱80％以上的能量分布在频段[0,fmax]中，截止频率fmax设定在15kHz到20kHz之间；步骤五，对有效频段频谱，进行n阶多项式曲线拟合，记为阶次n反映拟合特性，n越大拟合曲线越能反映频谱的细节信息，反之，n越小拟合曲线越能反映频谱的整体信息，阶次n设定在6到10之间；步骤六，将步骤五中所得的所有信号，作为样本组成质量估计数据库；步骤七，通过传感器采集现场由松动件跌落产生的冲击信号，记 为x(t)，根据步骤三、四、五处理x(t)，得到步骤八，查询数据库寻找最优匹配，通过互相关函数实现：ρ代表两组信号的相关系数，数学表达上是两组信号的协方差和两组信号标准差之积的比值，其大小反映了两组信号的相似程度，具体数值为0至1，式中协方差与标准差的具体公式如下：根据上述公式求出现场数据与数据库样本的匹配程度；步骤九，假设数据库包含a×b×c组样本，其中a代表钢球质量种类数，b代表坠落高度种类数，c代表同一质量同一坠落高度试验重复次数，根据步骤八，共进行了a×b×c次相关性计算，选取最大的a×c个相关系数，记为ρ1,ρ2,ρ3...ρa×c，对应样本的质量分别为m1,m2,m3...ma×c,那么，质量估计结果为：步骤十，根据步骤七、八、九得到单个通道的质量估计结果，由于采用了三个传感器，得到三个质量估计结果，分别记为mas1，mas2和mas3，剔除偏离平均值最大的结果，其编号为剩余两者的平均值作为最终的质量估计结果。