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DSP在声发射信号模式识别中的应用研究

作　者: 袁哲
导　师: 刘云飞
学　校: 南京林业大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 声发射 Simulink DSP 自动代码生成 模式识别
分类号: TP391.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 150次
引　用: 3次
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内容摘要


材料在受应力作用产生变形或断裂时会产生声发射信号。通过采集、分析声发射信号可以达到检测和诊断材料内部缺陷或损伤的目标。本课题组多年来一直从事木塑复合材料缺陷及损伤的声发射信号检测研究,取得了良好的成果。为实现在线分析和识别缺陷源的声发射信号,本文在课题组前人研究的基础上,设计了基于DSP的在线检测系统。首先,讨论了声发射技术、小波分析理论以及神经网络模式识别理论,并在已有研究成果基础上进一步阐述了木塑复合材料声发射信号的模式识别方法。其次,应用正交小波包变换算法、BP神经网络等算法,设计了基于Simulink的声发射信号模式识别模型,对采集的木塑复合材料声发射信号进行小波包分解、特征量计算并最终确认其对应的缺陷或损伤类型。再次,构建了以SEED-AD9243M高速数据采集板和SEED-DEC6416 DSP开发板为核心的声发射信号模式识别硬件系统,为声发射信号模式识别的实现提供硬件支持。最后,采用快速代码生成技术设计了声发射信号模式识别软件系统。该系统集成了声发射信号的采集和分析功能。本文设计的声发射信号模式识别系统可应用于木塑复合材料缺陷及损伤的在线识别,克服了以往研究成果不能在线识别木塑复合材料缺陷及损伤的缺点,在工程应用中有较好的实用价值。

全文目录


致谢  3-4
摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-13
  1.1 课题的研究背景  8
  1.2 相关领域国内外发展状况  8-11
    1.2.1 声发射技术的发展和现状  8-9
    1.2.2 木塑复合材料的声发射特性研究状况  9-10
    1.2.3 DSP 的发展与现状  10-11
  1.3 课题的研究目的及意义  11
  1.4 课题的主要研究内容  11-12
  1.5 本章小结  12-13
第二章 声发射信号处理技术研究  13-43
  2.1 声发射技术概述  13-17
    2.1.1 声发射技术的基本原理  13-14
    2.1.2 声发射技术的特点  14-15
    2.1.3 声发射信号的处理方法  15-17
  2.2 声发射信号的小波分析及特征提取  17-32
    2.2.1 小波分析理论基础  17-25
      2.2.1.1 小波变换  17-18
      2.2.1.2 正交小波变换  18-22
      2.2.1.3 Mallat 算法  22-23
      2.2.1.4 正交小波包分析  23-25
    2.2.2 声发射信号的特征分析  25-32
      2.2.2.1 小波基的选择  26-27
      2.2.2.2 基于小波变换的特征能谱系数分析法  27-28
      2.2.2.3 声发射信号的特征提取  28-32
  2.3 人工神经网络与声发射信号的模式识别  32-42
    2.3.1 模式识别概述  32-34
    2.3.2 人工神经网络模式识别  34-35
    2.3.3 BP 神经网络  35-38
    2.3.4 声发射信号的模式识别  38-42
      2.3.4.1 BP 网络的设计  39-40
      2.3.4.2 模式识别  40-42
  2.4 本章小结  42-43
第三章 声发射信号DSP 处理系统的开发  43-61
  3.1 硬件系统的构建  43-50
    3.1.1 声发射信号处理模块  43-47
    3.1.2 信号采集模块  47-50
  3.2 软件系统的设计  50-60
    3.2.1 由Simulink 模型生成TI C6000 DSP 的目标代码  50-53
    3.2.2 基于Simulink 的声发射信号模式识别模型构建  53-56
    3.2.3 DSP 程序代码生成和移植  56-60
  3.3 本章小结  60-61
第四章 调试及实验结果  61-69
  4.1 SEED_AD9243 信号采集功能验证  61-64
  4.2 声发射信号模式识别DSP 处理系统功能验证  64-68
  4.3 本章小结  68-69
第五章 总结与展望  69-71
  5.1 总结  69
  5.2 展望  69-71
参考文献  71-74
攻读硕士期间所发表的论文  74-75
详细摘要  75-77

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置
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