一种增材制造构件超声检测回波信号处理方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115840879A(43)申请公布日2023.03.24(21)申请号202211331242.X(22)申请日2022.10.28(71)申请人南昌航空大学地址330063江西省南昌市丰和南大道696号(72)发明人陈曦黄松周海波邬冠华吴伟陈昊敖波邱发生吴凌峰刘玲玲(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569专利代理师贾瑞华(51)Int.Cl.G06F18/10(2023.01)G06N3/006(2023.01)权利要求书3页说明书12页附图9页(54)发明名称一种增材制造构件超声检测回波信号处理方法及系统(57)摘要本发明公开一种增材制造构件超声检测回波信号处理方法及系统，涉及增材制造构件超声检测信号处理技术领域，方法包括：根据VMD分解参数的范围对超声检测回波信号进行VMD分解，利用鲸鱼优化算法优化VMD分解参数；根据优化得到的最优VMD分解参数对超声检测回波信号进行VMD分解；计算分解得到的每个模态分量信号与超声检测回波信号之间的相关系数；根据各相关系数对所有模态分量信号进行筛选，得到相关模态分量信号；对相关模态分量信号进行重构，得到重构信号；利用小波去噪方法对重构信号降噪，得到降噪后的超声检测回波信号。本发明能够实现VMD对超声信号缺陷回波在有效去除噪声信号的同时，更大程度上保留有用信号。CN115840879ACN115840879A权利要求书1/3页1.一种增材制造构件超声检测回波信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：获取超声检测回波信号；获取VMD分解参数的范围；根据所述VMD分解参数的范围对所述超声检测回波信号进行VMD分解，利用鲸鱼优化算法优化VMD分解参数，得到最优VMD分解参数；根据所述最优VMD分解参数对所述超声检测回波信号进行VMD分解，得到多个模态分量信号；计算每个所述模态分量信号与所述超声检测回波信号之间的相关系数；根据各所述相关系数对所有所述模态分量信号进行筛选，得到相关模态分量信号；对所述相关模态分量信号进行重构，得到重构信号；利用小波去噪方法对所述重构信号降噪，得到降噪后的超声检测回波信号。2.根据权利要求1所述的增材制造构件超声检测回波信号处理方法，其特征在于，所述根据所述VMD分解参数的范围对所述超声检测回波信号进行VMD分解，利用鲸鱼优化算法优化VMD分解参数，得到最优VMD分解参数，具体包括：确定鲸鱼个体规模，随机生成多只鲸鱼位置，设置最大迭代次数，根据所述VMD分解参数的范围确定VMD分解参数，将所述VMD分解参数设置为鲸鱼的位置向量，设置初始迭代次数为1，开始对所述超声检测回波信号进行VMD分解；计算每只鲸鱼的适应度函数值，确定当前适应度函数值最优的鲸鱼个体，保存最小适应度函数值和所述最小适应度函数值对应的VMD分解参数；所述适应度函数为包络熵函数；根据适应度函数值最优的所述鲸鱼个体确定最优鲸鱼位置后，剩余鲸鱼个体朝向所述最优鲸鱼位置游去以更新所述剩余鲸鱼个体的位置，进行鲸鱼捕食的过程；所述剩余鲸鱼个体为适应度函数值最优的所述鲸鱼个体以外的所有鲸鱼个体；对整个鲸鱼个体进行判断，确定全局最优的鲸鱼个体及位置；所述整个鲸鱼个体包括适应度函数值最优的所述鲸鱼个体以及所述剩余鲸鱼个体；判断是否达到最大迭代次数；若是，终止搜寻，输出全局最优解；所述全局最优解为最优VMD分解参数；若否，返回步骤“计算每只鲸鱼的适应度函数值，确定当前适应度函数值最优的鲸鱼个体，保存最小适应度函数值和所述最小适应度函数值对应的VMD分解参数”。3.根据权利要求1所述的增材制造构件超声检测回波信号处理方法，其特征在于，所述根据各所述相关系数对所有所述模态分量信号进行筛选，得到相关模态分量信号，具体包括：判断所述相关系数是否大于设定阈值；若是，则将所述相关系数对应的所述模态分量信号确定为相关模态分量信号，并保留所述相关模态分量信号；若否，则将所述相关系数对应的所述模态分量信号确定为非相关模态分量信号，并删除所述非相关模态分量信号。4.根据权利要求3所述的增材制造构件超声检测回波信号处理方法，其特征在于，所述设定阈值为0.3。5.根据权利要求1所述的增材制造构件超声检测回波信号处理方法，其特征在于，所述2CN115840879A权利要求书2/3页利用小波去噪方法对所述重构信号降噪，得到降噪后的超声检测回波信号，具体包括：获取小波基函数和小波分解的层数；根据所述小波基函数和所述小波分解的层数，对所述重构信号进行小波分解，得到分解信号；根据所述小波分解的层数设置阈值的改进型阈值函数；根据所述改进型阈值函数，将所述分解信号进行小波阈值去噪处理，得到降噪后的超声检测回波信号。6.一种增材制造构件超声检测回波信号处理系统，其特征在于，所述系统包括：超