[发明专利]一种基于基准导波信号匹配的温度补偿方法

摘要

一种基于基准导波信号匹配的温度补偿方法，涉及结构健康监测。通过预先采集被测结构在健康状况下的一组等温度间隔导波信号作为基准信号集，由基准信号幅值特征点得出信号相移随温度变化的关系1，再取其中一条基准信号作为基准匹配信号，运用匹配追踪算法将基准匹配信号与其他基准信号进行幅值匹配，得出幅值影响系数随温度变化的关系2。对实际测试的信号，根据其具体温度值，由关系2得到的幅值影响系数值，结合关系1，实现导波信号的温度补偿。能实现大于10℃温度差的补偿，并能根据不同的损伤评定标准进行多次补偿来提高补偿性能，具有补偿计算量小，补偿性能好的特点。

主权项

1.一种基于基准导波信号匹配的温度补偿方法，其特征在于包括以下步骤：1)在被测结构健康状态下，等温度间隔ΔT获取几个导波信号S_i，i＝1,2,…，I作为基准信号集{BS₁,BS₂,…,BS_I}，其中I的大小决定后续函数关系的拟合精度；2)对步骤1)得到的基准信号集进行分析，提取不同温度下信号直达波最大幅值特征点，然后确定其对应的到达时间值ToA，构建到达时间随温度变化的函数关系；3)取BS₁进行归一化处理，使之满足基于Gabor函数的匹配追踪算法中对Gabor原子的要求，并将归一化后的原子作为Gabor原子集中唯一的原子，记为4)将基准信号集{BS₁,BS₂,…,BS_I}中BS₁以外的其他基准信号与原子分别作内积即幅值影响系数Coef₁，计算出相应的Coef₁值，构建Coef₁随温度变化的函数关系；5)在基准信号集的温度范围外，获得不同温度下的实际信号，通过步骤4)构建的函数关系，确定出不同温度下实际信号对应的Coef₁值，再将Coef₁与相乘，得出幅值补偿后的信号1；6)利用步骤2)确定的到达时间随温度变化的函数关系，得出不同温度下实际信号对应的ToA值，补偿温度影响下信号的时移，结合步骤5)中得出的幅值补偿后的信号1，得出温度补偿后的重构信号；7)将重构信号与实际信号进行对比，计算补偿水平值，如果补偿水平大于给定的补偿水平值，利用重构信号与实际信号的残余误差R¹S_T，将R¹S_T作为基准信号，重复步骤3)的归一化处理得到Gabor原子再将R¹S_T与做内积，得出Coef₂，求出Coef₂与的乘积得到R¹S_T的补偿信号，再将其与步骤5)的幅值补偿信号1相加，得到幅值补偿信号2；8)重复步骤6)，如果重构信号的补偿水平值小于给定的补偿水平值，得到补偿信号，补偿终止，如果补偿仍大于给定的补偿水平值，重复步骤7)，减小残余信号，使得最终满足重构信号的补偿水平值。