[发明专利]一种分段式调节最小均方反卷积钢轨裂纹信号复原方法

权利要求书

1.一种改进的分段式调节最小均方反卷积钢轨裂纹信号复原方法，其特征在于它包括如下步骤：

步骤一：将波形幅值已知的输入脉冲信号x₀(t)输入高压信号产生系统，并通过声发射探头将该信号输入钢轨中；

步骤二：对输出信号y₀(t)与输入脉冲信号x₀(t)按采样频率f_s重采样保证在频域[0,f_max]内无零点，得y(t)，x(t)，做FFT变换，并将得到的频谱复向量Y(k)，X(k)在对应频率点做点除得到系统频率特性的初值H₀'(k)与系统脉冲响应的初值h₀(t)；

步骤三：对系统频率特性的初值H₀'(k)做最小均方滤波迭代得H_i'(k)；

步骤四：重复步骤三迭代直至还原信号与裂纹信号间误差e小于预设值ε，输出满足精度要求的系统脉冲响应h(t)及系统频率特性H(k)；

步骤五：取待还原的裂纹信号S_AE，重采样后与解得系统脉冲响应h(n)做反卷积求解出输入信号x_AE；

步骤六：根据钢轨中高、中、低频率段的衰减程度设定权值λ_h、λ_m、λ_l，将输入信号x_AE中对应频段的时域波形成分x_high、x_mid、x_low重新加权叠加后最终得到可在对应采集系统产生S_AE的反演输入信号x’_AE。

2.根据权利要求1所述的一种改进的分段式调节最小均方反卷积钢轨裂纹信号复原方法，其特征在于所述的步骤一为：

波形、幅值确定且已知的输入脉冲信号x₀(t)包括三角波脉冲，有限周期的正弦波脉冲，以及截断后的Sa(t)采样脉冲三种，将其中的一种波形输入高压信号产生系统中，通过探头将该裂纹模拟信号输入钢轨中；在选择测试系统的输入信号时，要求输入信号满足在待求解得的频域范围[0,f_max]内无零点，否则会因病态反卷积问题使解得系统特性失真。

3.根据权利要求1所述的一种改进的分段式调节最小均方反卷积钢轨裂纹信号复原方法，其特征在于所述的步骤二为：

对声发射采集系统接收的信号y₀(t)及已知的输入脉冲信号x₀(t)，二者进行重采样处理，使得二者的采样频率相同且均为f_s，重采样后二者的长度分别为N与N₁，且NN₁，对x₀(t)信号补零至长度为N，对补零后得到的x(t)与y(t)分别做傅氏变换，得到二者的频谱复向量Y(k)，X(k)，将两个信号频谱各自组成的向量在[0,f_max]内对应频率点k上作点除得到系统频率特性的初值H′₀(k)及系统脉冲响应的初值h₀(t)，如下式

H′₀(k)＝Y(k)/X(k)，h₀(t)＝F^-1[H′₀(k)]，

其中F^-1代表傅氏反变换。