[发明专利]一种复合材料分布式损伤源定位补偿方法及系统

权利要求书

1.一种复合材料分布式损伤源定位补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取复合材料钝物冲击下，由预设压电传感器阵列所接收到的阵列响应信号，并对所述阵列响应信号进行预处理，得到信号子空间与噪声子空间，且进一步基于所得到的信号子空间与噪声子空间，构建MUSIC空间谱；

使用预先基于分布式阵列信号模型所得到的分布式阵列信号广义导向矢量，对所述MUSIC空间谱中原有的导向矢量进行替换，以得到二维MUSIC空间谱，并进一步通过所述二维MUSIC空间谱的二维谱峰搜索，进而估计出损伤信号源的中心角及其角度扩展系数。

2.如权利要求1所述的复合材料分布式损伤源定位补偿方法，其特征在于，基于分布式阵列信号模型，得到分布式阵列信号广义导向矢量的步骤具体实现如下：

确定分布式角密度函数；

基于所述分布式角密度函数，构建分布式阵列信号模型；

对所述分布式阵列信号模型进行分析不规则钝物冲击时的空间分布特征，得到分布式阵列信号广义导向矢量。

3.如权利要求2所述的复合材料分布式损伤源定位补偿方法，其特征在于，所述分布式角密度函数的表达公式为其中，θ为来波方向；t为来波到达压电传感器阵列的时间；c_m(t)为零均值平稳复高斯随机过程；e^jmθ为复包络函数。

4.如权利要求3所述的复合材料分布式损伤源定位补偿方法，其特征在于，所述分布式阵列信号模型的表达公式为其中，a(θ)＝[1,e^j2πdsinθ,Λ,e^{j2π(M-1)dsinθ}]^T为来波方向等于θ、相邻阵元间隔等于d的均匀线阵的阵列响应矢量。

5.如权利要求4所述的复合材料分布式损伤源定位补偿方法，其特征在于，当0＜ρ＜1时，所述分布式阵列信号模型的表达公式可为

其中，且为参数化的分布式阵列信号广义导向矢量。

6.如权利要求5所述的复合材料分布式损伤源定位补偿方法，其特征在于，所述二维MUSIC空间谱的表达公式为其中，U_S为信号子空间；U_N为噪声子空间；上标H为共轭转置；θ_q为损伤信号源的中心角；ρ_q为损伤信号源的角度扩展系数。

7.一种复合材料分布式损伤源定位补偿系统，其特征在于，包括阵列响应信号获取及预处理单元和损伤源定位补偿单元；其中，

所述阵列响应信号获取及预处理单元，用于获取复合材料钝物冲击下，由预设压电传感器阵列所接收到的阵列响应信号，并对所述阵列响应信号进行预处理，得到信号子空间与噪声子空间，且进一步基于所得到的信号子空间与噪声子空间，构建MUSIC空间谱；

所述损伤源定位补偿单元，用于使用预先基于分布式阵列信号模型所得到的分布式阵列信号广义导向矢量，对所述MUSIC空间谱中原有的导向矢量进行替换，以得到二维MUSIC空间谱，并进一步通过所述二维MUSIC空间谱的二维谱峰搜索，进而估计出损伤信号源的中心角及其角度扩展系数。

8.如权利要求7所述的复合材料分布式损伤源定位补偿系统，其特征在于，所述压电传感器阵列为由7个压电传感器形成的一维均匀线型阵列。