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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种基于PCA和TDF对AZ31镁合金进行疲劳损伤状态的识别系统，该系统由多个声发射换能器（6）、多路前置放大器（5）、一个声发射仪（4）和一个AZ31镁合金疲劳损伤检测单元（1）组成。AZ31镁合金疲劳损伤检测单元（1）包括有过滤模块（11）、一级数据融合模块（12）、二级数据融合模块（13）。本发明采用主成分分析与疲劳损伤类别相结合，在数据空间中进行神经网络的训练得到各换能器在数据空间中的损伤度标志，然后用损伤度标志对每个声发射换能器信息进行局部诊断；进而用神经网络输出结果构造数据融合的基本概率值；最后采用数据融合的组合关系对疲劳损伤状态进行诊断。利用该系统，可对AZ31镁合金疲劳过程中的损伤状态进行识别、诊断，进而对其可靠运行提供依据。

主权项：一种基于PCA和TDF对AZ31镁合金进行疲劳损伤状态的识别系统，其特征在于：该系统包括有多个声发射换能器6、多路前置放大器5、一个声发射仪4，其特征在于：还包括有一个AZ31镁合金疲劳损伤检测单元1；AZ31镁合金疲劳损伤检测单元1包括有过滤模块11和一级数据融合模块12，二级数据融合模块13，其中，过滤模块11有数据滤波处理模块11A和波形滤波处理模块11B，一级数据融合模块12有第一数据空间12A，第二数据空间12B，第一损伤度标志模块12C，第二损伤度标志模块12D，D‑S证据组合模块12E；声发射换能器6，用于采集在役AZ31镁合金在采集时间TX段内的突发型信息突发型信息前置放大器5，用于对接收到的突发型信息进行放大40dB后成为突发型放大信息声发射仪4用于对接收到的突发型放大信息经AD转换后成为数字突发型信息输出给AZ31镁合金疲劳损伤检测单元1；deS表示数字式能量、dAS表示数字式测量幅度、dCS表示数字式振铃计数、dRS表示数字式上升时间和dDS表示数字式持续时间；数据滤波处理模块11A对接收到的数字突发型信息进行参数滤波，即滤掉电磁噪声和环境噪声后，提纯得到疲劳损伤初步信息波形滤波处理模块11B对接收到的疲劳损伤初步信息进行波形滤波，获得疲劳损伤信息e0是指数字式能量deS经参数滤波后的能量，A0是指数字式测量幅度dAS经参数滤波后的测量幅度，C0是指数字式振铃计数dCS经参数滤波后的振铃计数，R0是指数字式上升时间dRS经参数滤波后的上升时间，D0是指数字式持续时间dDS经参数滤波后的持续时间；e是指参数滤波能量e0经波形滤波后的能量，A是指参数滤波幅度A0经波形滤波后的幅度，C是指参数滤波振铃计数C0经波形滤波后的振铃计数，R是指参数滤波上升时间R0经波形滤波后的上升时间，D是指参数滤波持续时间D0经波形滤波后的持续时间；对换能器接收到AZ31镁合金的疲劳损伤信息进行采集时间TX段内的累积处理，然后归一化得到归一化累积疲劳损伤信息f11B′，将f11B′分别在第一数据空间12A和第二数据空间12B下投影得到各自的得分矩阵f12A＝ta1,ta2,ta3,ta4,ta5和f12B＝tb1,tb2,tb3,tb4,tb5，得分矩阵f12A＝ta1,ta2,ta3,ta4,ta5经第一损伤度标志模块12C处理得到在第一数据空间中的神经网络输出f12C＝[fID,aA1 fID,aA2]，fID,aA1表示代码为ID的换能器的诊断样本在第一数据空间中第1个节点的神经网络输出；fID,aA2表示代码为ID的换能器的诊断样本在第一数据空间中第2个节点的神经网络输出；ID表示声发射换能器的代码，a是第一数据空间的代码；得分矩阵f12B＝tb1,tb2,tb3,tb4,tb5经第二损伤度标志模块12D进行处理得到在第二数据空间中的神经网络输出f12D＝[fID,bA1 fID,bA2]，fID,bA1表示代码为ID的换能器的诊断样本在第二数据空间中第1个节点的神经网络输出；fID,bA2表示代码为ID的换能器的诊断样本在第二数据空间中第2个节点的神经网络输出；ID表示声发射换能器的代码，b是第二数据空间的代码；将f12C和f12D进行各节点的相关系数赋值，赋值后的f12C和f12D进行基本概率分配，然后进行D‑S证据组合模块12E处理得到单个换能器的数据融合结果mIDBj；ta1表示待诊断样本在第一数据空间中第1个维度的得分向量；ta2表示待诊断样本在第一数据空间中第2个维度的得分向量；ta3表示待诊断样本在第一数据空间中第3个维度的得分向量；ta4表示待诊断样本在第一数据空间中第4个维度的得分向量；ta5表示待诊断样本在第一数据空间中第5个维度的得分向量；tb1表示待诊断样本在第二数据空间中第1个维度的得分向量；tb2表示待诊断样本在第二数据空间中第2个维度的得分向量；tb3表示待诊断样本在第二数据空间中第3个维度的得分向量；tb4表示待诊断样本在第二数据空间中第4个维度的得分向量；tb5表示待诊断样本在第二数据空间中第5个维度的得分向量；二级数据融合13对接收到的数据融合结果mIDBj依据D‑S证据第二组合关系进行处理，获得二级数据融合结果mCj，Cj表示二级数据融合模块中的节点标识；损伤等级评定单元2对接收到的二级数据融合结果mCj进行等级评定，得到在役AZ31镁合金所处的疲劳损伤状态；报警单元3接收损伤等级评定单元2输出的疲劳损伤识别信息，并启动报警信号报警。

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百度查询： 北京航空航天大学 基于PCA和TDF对AZ31镁合金进行疲劳损伤状态的识别系统