一種用于識別振動聲調(diào)制機理的信號解調(diào)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于無損檢測領(lǐng)域，公開了一種用于識別振動聲調(diào)制機理的信號解調(diào)方法，包括：設(shè)定所需要WPD解調(diào)的等級j；對原始信號進行小波包解調(diào)；將解調(diào)后的2j個小波包系數(shù)進行重構(gòu)；通過小波包能量比選取特征信息；將步驟四中保留下來的子帶信號全部累加，并對累加后的信號進行連續(xù)小波變換，得到其特征信息的時頻分布圖；根據(jù)調(diào)頻信號和調(diào)幅信號在時頻圖中表現(xiàn)的不同特征，判斷調(diào)制信號的調(diào)制類型；根據(jù)調(diào)制類型確定調(diào)制度。本發(fā)明所述方法能夠有效地、自動地獲取含噪聲信號的特征信息，抗干擾能力強；通過連續(xù)小波變換時頻分析，能夠非常清晰地識別信號的調(diào)制類型，并進一步識別調(diào)制度。
【專利說明】—種用于識別振動聲調(diào)制機理的信號解調(diào)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無損檢測領(lǐng)域，涉及一種用于識別振動聲調(diào)制機理的信號解調(diào)方法。【背景技術(shù)】
[0002]金屬材料從毛坯直到加工成型的過程中，不可避免地在金屬內(nèi)部和表面產(chǎn)生微缺陷。在一定的外部因素(載荷、溫度變化以及腐蝕介質(zhì)等)作用下，微缺陷不斷擴展、合并，形成宏觀裂紋。裂紋繼續(xù)擴展后，最終導致構(gòu)件和結(jié)構(gòu)斷裂破壞。為了預防斷裂的產(chǎn)生，需要采取一定的手段實現(xiàn)微裂紋和疲勞損傷的早期檢測、定位和評估。由于微裂紋具有反射率低和衰減小等特點，使得傳統(tǒng)超聲波法很難對構(gòu)件中的微裂紋進行檢測，因此必須要就一種有效檢測微裂紋的無損檢測方法。近些年人們發(fā)現(xiàn)微裂紋能夠引起非線性力學行為，通過非線性超聲方法能夠有效地檢測出微裂紋。
[0003]振動聲調(diào)制方法就是基于非線性超聲的一種新型檢測技術(shù)。由于其具有檢測范圍大、對測試系統(tǒng)本身的非線性不敏感和可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷的動態(tài)檢測識別等優(yōu)點，近年來該方法被廣泛應用于微裂紋的檢測試驗中。但是，由于使用振動聲調(diào)制方法檢測試件時，需要同時向試件輸入低頻激勵和高頻激勵，使得接收信號不僅包含低頻信號和高頻信號，還包含了調(diào)制信號，并且振動聲調(diào)制技術(shù)的調(diào)制機理尚不明確，導致通過常規(guī)方法難以實現(xiàn)對振動聲調(diào)制信號的解調(diào)。
[0004]目前，國內(nèi)外學者也提出了多種適合于調(diào)制信號解調(diào)的方法。2012年，Leh-SungLaw等學者在〈〈Mechanical Systems and Signal Processing〉〉上發(fā)表的文章“An approachbased on wavelet packet decomposition and Hilbert-Huang transform (WPD-HHT) forspindle bearings condition monitoring” 中提出一種 WPD-HHT 的方法對調(diào)制信號解調(diào)，該方法抗干擾能力強且能夠有效提取出信號的瞬時頻率，但是，未識別調(diào)制信號的調(diào)制類型和調(diào)制程度。鄭磊等學者在其碩士學位論文“管道閉合裂紋振動聲調(diào)制檢測方法研究”中提出利用連續(xù)小波變換(continue wavelet translation,CffT)的方法對調(diào)制信號解調(diào),該方法能夠有效識別調(diào)制信號的調(diào)制類型，但是，未能對含噪聲的調(diào)制信號進行分析，也沒有識別調(diào)制信號的調(diào)制程度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提出一種用于識別振動聲調(diào)制機理的信號解調(diào)方法，該方法抗干擾能力強，能夠有效識別振動聲的調(diào)制類型和調(diào)制度。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:首先利用小波包解調(diào)(WaveletPacketDecomposition,WPD)中基于能量比閾值的方法濾除振動聲調(diào)制信號中的干擾信號。然后通過連續(xù)小波變換(Continue Wavelet Transform, CWT)對其進行時頻分析,通過時頻圖的特征判斷其調(diào)制類型，最后利用邊頻功率與載波功率的比值與調(diào)制度的對應關(guān)系計算出調(diào)制度。WPD-CWT方法不僅能夠有效識別信號的調(diào)制類型和調(diào)制程度，而且由于信號經(jīng)過WPD處理后能夠有效去除信號中摻雜的其它噪聲信號，增強了這種解調(diào)方法的抗干擾能力。[0007]—種用于識別振動聲調(diào)制機理的信號解調(diào)方法，其特征在于包括以下步驟:
[0008]步驟一，根據(jù)原始信號的特征和解調(diào)的目標，設(shè)定所需要wro解調(diào)的等級j，
【權(quán)利要求】
1.一種用于識別振動聲調(diào)制機理的信號解調(diào)方法，其特征在于能夠有效識別調(diào)制信號的調(diào)制類型和調(diào)制度，抗干擾能力強，包括以下步驟: 步驟一，根據(jù)原始信號的特征和解調(diào)的目標，設(shè)定所需要wro解調(diào)的等級j， 步驟二，將原始信號通過小波包解調(diào)，小波包函數(shù)⑴定義式為: wlk(t) = 2^wm(2Jt-k) 式中，j=l，2，...，為尺度參數(shù)，k=l，2，"％N/2\為平移因子，N為原始信號長度，Hi=Oj 1，…為振蕩因子；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于識別振動聲調(diào)制機理的信號解調(diào)方法，其特征在于，步驟七根據(jù)調(diào)制類型確定調(diào)制度的方法如下: 若是調(diào)幅信號，按下面方法求調(diào)制度: (I)對步驟五中累加后的信號作傅里葉變換得到功率譜，并獲取載波功率和邊頻功率； (2)根據(jù)功率比確定調(diào)制度，公式如下:
【文檔編號】G01N29/36GK103472141SQ201310406433
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】焦敬品, 謝輝, 宋國榮, 吳斌, 何存富 申請人:北京工業(yè)大學