[发明专利]基于特征提取矩阵相似度识别复合材料冲击源位置的方法及系统

权利要求书

1.一种基于特征提取矩阵相似度识别复合材料冲击源位置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建复合材料的有限元结构模型，并对所述有限元结构模型施加Lamb波信号激励来模拟冲击点，得到所有模拟冲击点的冲击信号，且待对每一个模拟冲击点的冲击信号进行特征信息提取后，得到每一个冲击点的信号特征信息矩阵，进一步将所有模拟冲击点的信号特征信息矩阵组合成数据对比库；

获取现实中待定位冲击点的冲击信号，并对所述待定位冲击点的冲击信号进行特征信息提取，得到所述待定位冲击点的信号特征信息矩阵；

将所述待定位冲击点的信号特征信息矩阵与所述数据对比库中的每一个模拟冲击点的信号特征信息矩阵均进行相似度计算，筛选出相似度值最大的信号特征信息矩阵，并将所筛选信号特征信息矩阵对应的模拟冲击点的位置作为待定位冲击点的位置输出。

2.如权利要求1所述的基于特征提取矩阵相似度识别复合材料冲击源位置的方法，其特征在于，所述每一个模拟冲击点的冲击信号均是通过在所述有限元结构模型中，采用三角形阵列传感器模拟接收阵列传感器采集到的；其中，所述三角形阵列传感器布置的边长均为100mm，且三角形阵列传感器中阵元与阵元的间距为50mm。

3.如权利要求1所述的基于特征提取矩阵相似度识别复合材料冲击源位置的方法，其特征在于，任一信号特征信息矩阵形成的步骤，具体包括：

将冲击信号预处理为一段时间内的时域信号来表征的冲击阵列信号；

在所述冲击阵列信号中，以传感器接收到的第一个波峰时间点为基准，形成信号首波峰达到时间差矩阵作为信号特征信息矩阵；其中，所述信号特征信息矩阵的每一个样本数值均为时差。

4.如权利要求1所述的基于特征提取矩阵相似度识别复合材料冲击源位置的方法，其特征在于，所述复合材料产品为玻璃纤维复合材料板。

5.一种基于特征提取矩阵相似度识别复合材料冲击源位置的系统，其特征在于，包括：

信号特征矩阵库形成单元，用于构建复合材料的有限元结构模型，并对所述有限元结构模型施加Lamb波信号激励来模拟冲击点，得到所有模拟冲击点的冲击信号，且待对每一个模拟冲击点的冲击信号进行特征信息提取后，得到每一个冲击点的信号特征信息矩阵，进一步将所有模拟冲击点的信号特征信息矩阵组合成数据对比库；

待定点信号特征矩阵形成单元，用于获取现实中待定位冲击点的冲击信号，并对所述待定位冲击点的冲击信号进行特征信息提取，得到所述待定位冲击点的信号特征信息矩阵；

待定点冲击位置识别单元，用于将所述待定位冲击点的信号特征信息矩阵与所述数据对比库中的每一个模拟冲击点的信号特征信息矩阵均进行相似度计算，筛选出相似度值最大的信号特征信息矩阵，并将所筛选信号特征信息矩阵对应的模拟冲击点的位置作为待定位冲击点的位置输出。

6.如权利要求5所述的基于特征提取矩阵相似度识别复合材料冲击源位置的系统，其特征在于，所述每一个模拟冲击点的冲击信号均是通过在所述有限元结构模型中，采用三角形阵列传感器模拟接收阵列传感器采集到的；其中，所述三角形阵列传感器布置的边长均为100mm，且三角形阵列传感器中阵元与阵元的间距为50mm。

7.如权利要求1所述的基于特征提取矩阵相似度识别复合材料冲击源位置的系统，其特征在于，所述复合材料产品为玻璃纤维复合材料板。