[发明专利]一种爆炸复合管结合状态定量识别方法

权利要求书

1.一种爆炸复合管结合状态定量识别的方法，其特征在于，具体操作过程包括如下步骤：

步骤1.振动响应信号的获取：通过力锤在复合管的一端施加脉冲激励，在复合管的另一端使用加速度传感器采集振动响应信号x；

步骤2.根据采集的振动响应信号x的特征构造经验小波变换的尺度函数和小波函数，并用于对振动响应信号进行模态分离；

步骤3.从步骤2分离出的单频模态信号，确定采集到的有效模态信号，并计算最高阶模态信号希尔伯特包络和最低阶模态信号希尔伯特包络的能量比，作为检测指标；

步骤4.依据检测指标识别复合管的结合状态；

所述步骤2的具体过程如下：

步骤2.1通过FFT变换获得振动响应信号x的频谱f(ω)，ω为频率，搜索信号频谱的N个局部极大值，选取连续两个局部极大值的中间频率点作为频谱划分的边界ω_n(n＝1,2,...,N-1)；

步骤2.2根据所确立的频谱划分边界构造经验小波变换的尺度函数和小波函数其构造过程分别如公式1和公式2所示：

其中，ω为频率，ω_n+1和ω_n为频谱划分的边界；

对尺度函数和小波函数分别进行傅里叶逆变换，得到经验小波基函数的时域表示为：

步骤2.3基于步骤2.2构造的经验小波基函数对振动响应信号进行模态分离，其分解和单支重构过程如公式3和公式4所示：

逼近系数为：

细节系数为：

其中，x为采集的振动响应信号；和分别是φ₁(t)和ψ_n(t)的共轭复数；f(ω)是x的傅里叶变换，τ和t为时间；

对分解后的小波系数进行单支重构，如公式5所示：

其中，f₀(t)、f_n(t)，n＝1,2,...,N为由经验小波变换得到的单频频模态信号；

步骤3的具体过程如下：

步骤3.1从步骤2中基于小波变换分离出的单频模态信号中，确定采集到的有效模态信号，记为[ff₁(t),ff₂(t),...,ff_K(t)]；

步骤3.2分别求最高阶模态信号ff_K(t)的希尔伯特包络和最低阶模态信号ff₁(t)希尔伯特包络

步骤3.3计算检测指标Y_index，如公式6所示：

其中，E_h和E_l分别表示希尔伯特包络信号和ff₁(t)的能量，t为时间。

2.如权利要求1所述的一种爆炸复合管结合状态定量识别的方法，其特征在于，所述步骤4的具体实施过程是：依据检测指标Y_index识别管道结合状态，检测指标Y_index值越小，说明复合管的结合状态越差，反之则复合管的结合状态越好。