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《清华大学》 2002年
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集成化声发射信号处理平台的研究

张平  
【摘要】: 对声发射信号进行分析与处理是目前获取声发射源信息的唯一有效途径,因此集成化的信号处理平台是声发射检测技术工程应用的重要组成部分。针对目前国外已推出的信号处理平台存在的不足以及国内在这方面研究空白的现状,本文提出及开发了一种以小波分析及人工神经网络为主要信号处理和模式识别方法的集成化声发射信号处理平台。 论文对小波分析方法在声发射信号处理中的应用进行了全面深入的研究。首先根据声发射信号的特点,提出一套声发射信号小波分析的小波基选取规则方法,并指出Daubechies小波、Symlets小波和Coiflets小波适合于声发射信号处理;其次深入剖析基于Mallat算法的小波分解的分频概念,推导出分解频带的带宽公式,并由此推导出小波分解的最大分解尺度公式,对声发射信号的小波分析具有重要的指导作用;提出了三种基于小波分析的声发射信号特征分析方法:小波特征频谱分析法、小波特征能谱系数法、小波分解系数分析法。实际的工程应用结果表明:提出的三种方法能够有效地提取声发射信号的特征。 论文对BP神经网络在声发射信号模式识别应用中的共性问题进行了研究。提出了改进的BP算法、加噪声循环训练法、小波分析与BP神经网络有机结合等三种提高神经网络性能的方法。实验结果表明,基于以上方法的BP网络在声发射模式识别应用中取得了较好的效果。 基于以上研究成果,本文开发了国内首个基于波形分析的集成化声发射信号处理平台。该平台已成为国内开发的首台多通道全波形声发射检测仪的核心模块,目前已经在多个声发射技术工程领域得到应用,并取得了良好的效果。 本文首次采用盲目反卷积法研究声发射源信号的问题,实现了同时对声发射源信号和传播路径的冲击响应函数进行估计。实验结果表明,该方法能较好地恢复模拟声发射源信号,特别是能够在一定程度上恢复饱和限幅失真的声发射信号的源信息;为研究由声发射信号恢复声发射源信号探索了一个新方向。 论文的研究成果对于推动我国声发射检测技术的发展,提高声发射源特征信息的获取量具有重要意义和实用价值。集成化处理平台的研究为我国第一台全波形数字化声发射检测仪的研制成功奠定了坚实的基础。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TB51

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林丽;赵德有;;局域波神经网络海洋平台AE信号识别研究[J];哈尔滨工程大学学报;2008年07期
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8 吴小俊;王怀建;;小波去噪在焊接裂纹声发射信号处理中的应用[J];热加工工艺;2011年11期
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10 易若翔,刘时风,耿荣生,沈功田;人工神经网络在声发射检测中的应用[J];无损检测;2002年11期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
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3 唐守锋;基于声发射监测的矿井突水前兆特征信息获取方法的研究[D];中国矿业大学;2011年
4 沈南燕;大型数控切点跟踪曲轴磨床智能加工工艺及策略研究[D];上海大学;2011年
5 康玉梅;基于小波分析的岩石类材料声发射源定位方法研究[D];东北大学;2009年
6 张力伟;混凝土损伤检测声发射技术应用研究[D];大连海事大学;2012年
7 刘昌明;基于细观力学的耐火材料损伤本构模型开发与实现[D];武汉科技大学;2012年
8 孙国豪;常用金属材料拉伸及疲劳裂纹声信号传播特性[D];华东理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姬庆华;基于到达时间差(TDOA)技术的振动平面定位算法研究[D];沈阳理工大学;2010年
2 冯春杰;16MnR钢高温环境下拉伸过程声发射信号研究[D];华东理工大学;2011年
3 杨柳;杨树水胁迫声发射检测系统研究[D];北京林业大学;2011年
4 周猛;镀层金属薄板变形声发射特征研究[D];湘潭大学;2011年
5 杨杨;纤维增强复合材料的磨削及基于声发射信号砂轮磨损状态识别研究[D];天津大学;2012年
6 张旭;基于机床附件化的旋转超声加工负载匹配系统研究[D];天津大学;2012年
7 朱红娟;基于小波神经网络木质材料无损检测方法研究[D];北京林业大学;2007年
8 廖传军;基于声发射技术的滚动轴承故障诊断时频分析方法研究[D];湖南科技大学;2008年
9 王强;基于声发射技术及小波分析的砂轮钝化状态监测方法研究[D];中国海洋大学;2008年
10 匡剑;内燃机故障诊断数据采集与处理系统开发[D];西南交通大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 陈东方;基于小波变换的Radon变换反演[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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5 慕香永;裴润;刘志林;王经甫;;基于小波分析的船舶舵机加载系统多余力研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 张博闻;祁炜;杨冬;唐小程;宋执环;;基于EMD的频率族分离法在滚动轴承故障诊断中的应用[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 ;Synthesis of Boolean Networks Via Semi-tensor Product[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
8 谢永金;樊建春;张宏;张来斌;张继信;张永学;李世玉;;页岩气开发用高压管汇损伤机理及检测技术[A];非常规油气资源勘探开发装备及应用技术研讨会论文集[C];2011年
9 李旻珺;杨博;胡静;;星光导航湍流退化星图复原算法研究[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
10 张志强;李国禄;王海斗;徐滨士;朴钟宇;;声发射技术在接触疲劳失效检测中的应用[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏海霞;爆破地震波作用下建筑结构的动力响应及安全判据研究[D];山东科技大学;2010年
2 蔡智富;脉压雷达信号的识别与参数估计算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张帆;全景视觉图像质量优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 李桃迎;交通领域中的聚类分析方法研究[D];大连海事大学;2010年
8 李华文;船舶交通管理系统经济社会影响评价研究[D];大连海事大学;2010年
9 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
10 王德才;基于能量分析的地震动输入选择及能量谱研究[D];合肥工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 沈昊;基于DSP图像处理的鸡蛋新鲜度实时无损检测研究[D];华中农业大学;2010年
2 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
3 李连昌;新安煤田二_1煤层煤与瓦斯突出危险程度预测[D];河南理工大学;2010年
4 余波;惯性约束聚变的中子半影成像诊断系统和非线性重建方法研究[D];中国工程物理研究院;2010年
5 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
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9 杨焱麟;基于小波变换理论与比值分析法的变压器励磁涌流识别的研究[D];山东科技大学;2010年
10 张明军;基于小波包最优树的图像融合技术研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈文元;李雪梅;迟晓梅;;小波分析与神经网络在结构多处损伤监测中的应用[J];四川建筑科学研究;2006年03期
2 朱明星,张德龙;RBF网络基函数中心选取算法的研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年01期
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8 徐春广,王信义;液体声发射传感器波动特性理论研究[J];兵工学报;1998年03期
9 郑雷;袁军堂;汪振华;;纤维增强复合材料磨削钻孔的表面微观研究[J];兵工学报;2008年12期
10 昝涛;王民;李刚;费仁元;;小波包分解与Fuzzy ART神经网络在磨削振动监测中的应用[J];北京工业大学学报;2008年07期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邱明波;半导体晶体材料放电加工技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 王伟魁;储罐罐底腐蚀声发射检测信号处理关键技术研究[D];天津大学;2011年
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9 程军圣;基于Hilbert-Huang变换的旋转机械故障诊断方法研究[D];湖南大学;2005年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 薛阳;油纸绝缘沿面放电的发展过程及其严重程度的表征[D];华北电力大学(北京);2011年
2 刘艳;声发射检测中传感器布置及声源定位的研究[D];中国海洋大学;2011年
3 史宝玲;7N01铝合金断裂声发射信号采集与处理方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 左文锌;基于双K模型的纤维混凝土I型断裂特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 霍晓静;作物水胁迫声发射监测系统的研究及应用[D];河北农业大学;2002年
6 周浩洋;基于麦克风阵列的声源定位方法研究[D];大连理工大学;2002年
7 贺永;工程陶瓷磨削力信号的研究[D];大连理工大学;2002年
8 李涌;充液管道泄漏的模态声发射检测技术研究[D];北京工业大学;2003年
9 耿建鲁;基于黑板系统的多智能体系实现方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
10 杨黎明;声发射技术用于段修货车轴承故障诊断研究[D];西南交通大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谷小红;蔡晋辉;周泽魁;;基于声发射传感器与ChiMerge粗糙集的埋地水管泄漏检测[J];传感技术学报;2006年06期
2 吴小俊;王怀建;黄晓英;;虚拟仪器技术在焊接过程实时检测与分析中的应用现状[J];电焊机;2012年06期
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4 邓艾东;赵力;包永强;高亹;;噪声环境下基于小波熵的声发射识别[J];东南大学学报(自然科学版);2009年06期
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7 张斌;王彤;谷传纲;戴正元;;湍流信号分析中小波基的对比和选取[J];工程热物理学报;2011年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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7 曲弋;MW级风力发电机组关键部件振动分析与故障诊断方法研究[D];沈阳工业大学;2012年
8 谷小红;声信号检测与腐蚀模型法相结合的埋地水管SIM系统研究[D];浙江大学;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨远清;声发射技术在采空区岩体稳定性预测预报中的应用研究[D];昆明理工大学;2009年
2 杨柳;杨树水胁迫声发射检测系统研究[D];北京林业大学;2011年
3 杨瑶;模式识别技术在木材ATR识别中的应用研究[D];北京林业大学;2011年
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6 史宝玲;7N01铝合金断裂声发射信号采集与处理方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 张旭;基于机床附件化的旋转超声加工负载匹配系统研究[D];天津大学;2012年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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10 张闯;金属板裂纹的电磁声发射信号检测与处理技术研究[D];河北工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯春杰;16MnR钢高温环境下拉伸过程声发射信号研究[D];华东理工大学;2011年
2 胡倩;桥梁拉索疲劳声发射信号处理及损伤分析[D];大连理工大学;2011年
3 周祥;储油罐底腐蚀声发射信号研究[D];沈阳工业大学;2012年
4 赵佳;罐底腐蚀声发射信号降噪研究[D];沈阳工业大学;2012年
5 陈萍;基于声发射信号的铣刀故障诊断[D];南昌航空大学;2011年
6 周亮;罐底腐蚀声发射信号评价研究[D];沈阳工业大学;2013年
7 张明宇;罐底腐蚀声发射信号识别研究[D];沈阳工业大学;2013年
8 张雯雯;罐底腐蚀声发射信号时频分析研究[D];沈阳工业大学;2013年
9 柴子贺;岩石破碎过程中声发射信号特征物理模拟研究[D];西南交通大学;2013年
10 于洋;罐底腐蚀声发射信号传播仿真研究[D];沈阳工业大学;2012年
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