基于空間濾波器的結構健康監(jiān)測研究.pdf

1、目前，基于Lamb波的結構健康監(jiān)測方法具有對結構小損傷敏感、主被動監(jiān)測和大面積區(qū)域監(jiān)測等特點，是國內外研究較多的一種飛機結構健康監(jiān)測方法，具有很好的應用前景?？臻g濾波器監(jiān)測和成像技術是結構健康監(jiān)測中出現的新方法?？臻g濾波器結構健康監(jiān)測技術是利用傳感器陣列構成具有空間-波數域濾波屬性的空間濾波器，利用空間濾波器的虛擬轉動，實現對結構的多方位濾波掃描，判別結構中的沖擊或損傷，并對判別結構進行有效的成像。本文重點研究了利用Lamb波與空間濾波

2、器技術實現對飛機復合材料結構損傷和沖擊的有效監(jiān)測方法，從而將空間濾波器方法應用到了復合材料結構傷和沖擊監(jiān)測中，為結構健康監(jiān)測提供了新的技術手段。
　　本文取得的主要研究工作包括以下幾個方面:
　　(1)綜述了目前基于Lamb波的結構健康監(jiān)測技術和空間濾波器方法的研究背景和意義，給出了本文的研究內容。
　　(2)從理論上對Lamb波在板結構中傳播的波數域特征進行了討論，對Lamb波信號的空間濾波理論進行了深入的研究，得到

3、了理想空間濾波器的解析表達式及空間濾波器的適用范圍，并對空間濾波器的空間濾波特性進行了詳細的討論。對常規(guī)的空間濾波器成像方法進行了理論研究和實驗驗證，為后文改進濾波器的提出奠定了理論和實驗基礎。
　　(3)提出了一種基于Hilbert變換的空間濾波器結構損傷成像的優(yōu)化方法。該方法利用Hilbert變換直接構造響應信號的復信號實現空間-波數域濾波信號合成，解決了目前方法依賴結構參數的問題，從而將該方法應用到了復合材料結構的損傷診斷應

4、用中。
　　(4)提出了一種基于Shannon連續(xù)復數小波變換的空間濾波器結構成像的優(yōu)化方法。該方法利用Shannon連續(xù)復數小波的等幅頻率窗特性，解決了沖擊產生的寬帶信號的窄帶提取問題，彌補了Hilbert變換在這方面的不足，使得該方法既能應用于復合材料結構的主動損傷監(jiān)測又能應用于被動的沖擊監(jiān)測。
　　(5)提出了一種基于空間濾波器的基準優(yōu)化損傷成像方法，該方法通過結構健康狀態(tài)和損傷狀態(tài)成像結果的對比實現損傷判別，避免了利