基于壓縮傳感的EMI信號(hào)處理.pdf

1、機(jī)電阻抗法(EMI)因其對(duì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的早期局部損傷非常敏感而在土木和航空航天領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由于EMI信號(hào)數(shù)據(jù)量巨大，且容易被噪聲污染，健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在信號(hào)處理時(shí)會(huì)遇到傳輸和儲(chǔ)存的困難。本文提出將壓縮傳感(Compressive Sensing)應(yīng)用于EMI信號(hào)的壓縮，以實(shí)現(xiàn)EMI信號(hào)的高效傳輸和儲(chǔ)存。
　　 為了應(yīng)用壓縮傳感，把高斯隨機(jī)矩陣作為觀測(cè)矩陣，用匹配追蹤算法估計(jì)了EMI信號(hào)的稀疏度，同時(shí)滿足了壓縮傳感所要求的信號(hào)的

2、稀疏性和觀測(cè)矩陣的不相干性。以一維損傷桿的EMI分析為例，以均方差作為損傷指標(biāo)，討論了壓縮傳感的壓縮效果和抗噪聲能力。結(jié)果表明，使用壓縮傳感之后，傳輸帶寬和儲(chǔ)存空間大大減少；當(dāng)信噪比大于某一限值時(shí)，觀測(cè)值能穩(wěn)定地重構(gòu)出原始信號(hào)。從數(shù)學(xué)上建立了EMI信號(hào)壓縮傳感理論，將EMI健康監(jiān)測(cè)和壓縮傳感理論結(jié)合了起來。
　　 估計(jì)稀疏度時(shí)，用離散余弦變換代替匹配追蹤法，使時(shí)間得到了優(yōu)化。隨機(jī)觀測(cè)時(shí)，鑒于當(dāng)前研究中觀測(cè)次數(shù)與稀疏度的關(guān)系式比較

3、模糊，根據(jù)壓縮采樣匹配追蹤算法確定了特定稀疏度下滿足限制性等距條件所需要的觀測(cè)次數(shù)，并給出了經(jīng)驗(yàn)公式，使壓縮得到了量化。對(duì)一個(gè)一維Euler-Bounerlli梁EMI模型進(jìn)行了分析，少量的觀測(cè)值幾乎包含了全部的損傷信息。
　　 聯(lián)立數(shù)值模型中的各不同損傷程度的EMI信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行高斯隨機(jī)觀測(cè)，然后提取主成分作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入端向量，經(jīng)一定訓(xùn)練之后成功識(shí)別了結(jié)構(gòu)的損傷。使用壓縮傳感之后，信號(hào)的處理時(shí)間和儲(chǔ)存空間都得到減少。<