基于HHT和SVM的砰擊檢測(cè)算法研究.pdf

1、隨著國(guó)家對(duì)航海戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)和船體結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行一個(gè)有效地分析處理就顯得極為重要。當(dāng)船在波濤洶涌的海中航行時(shí)，船體某部分出水后，由于波浪和船體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)又快速沉浸于水中，就會(huì)導(dǎo)致船體與波面之間發(fā)生強(qiáng)烈沖撞的砰擊現(xiàn)象。砰擊對(duì)船體結(jié)構(gòu)有很大的影響，其中巨大的砰擊力對(duì)船體的局部結(jié)構(gòu)會(huì)造成很大沖擊，另外長(zhǎng)時(shí)間的遭受砰擊這也會(huì)使得整個(gè)船體發(fā)生劇烈振動(dòng)，當(dāng)較大的振動(dòng)彎矩和波浪誘導(dǎo)彎矩累加到一起，船體的總縱強(qiáng)度喪失的

2、可能性提高。為此，研究船體結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中砰擊信號(hào)的檢測(cè)具有十分重要的意義，同時(shí)這也是構(gòu)建完善船體結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要內(nèi)容之一。
　　本文首先對(duì)砰擊信號(hào)方面的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了對(duì)比研究，并且詳細(xì)研究幾種典型的時(shí)頻分析方法在分析砰擊信號(hào)時(shí)各自的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍及其優(yōu)缺點(diǎn)，在此之上，提出了一種基于希爾伯特黃變換（HHT）和支持向量機(jī)（SVM）分類器相結(jié)合的方法來(lái)應(yīng)用于砰擊信號(hào)的識(shí)別中，這樣能充分體現(xiàn)出在分析和處理非線性非平穩(wěn)信號(hào)時(shí) HHT的優(yōu)勢(shì)

3、以及SVM在樣本統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)分類中的有效的優(yōu)勢(shì)。然后再借助于HHT方法中的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法的改進(jìn)方法-集成經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解（EEMD）對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，根據(jù)砰擊信號(hào)的特征對(duì)其進(jìn)行特征提取，選擇有代表性的特征量組成特征向量，獲得足夠多的樣本之后隨機(jī)抽取樣本數(shù)據(jù)生成訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本，然后采用SVM方法實(shí)現(xiàn)對(duì)砰擊信號(hào)的檢測(cè)識(shí)別。最后通過(guò)matlab對(duì)以上分析進(jìn)行仿真，根據(jù)獲得的結(jié)果分析并驗(yàn)證了本文提出的方法具有快速、模式簡(jiǎn)潔、分類準(zhǔn)確率高等優(yōu)點(diǎn)，

4、可以為船體結(jié)構(gòu)評(píng)估系統(tǒng)提供可靠的參考依據(jù)。本文完成的主要研究工作如下：
　　首先，對(duì)船體結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中砰擊信號(hào)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了研究，分析了砰擊信號(hào)的特點(diǎn)建立簡(jiǎn)單的信號(hào)模型，并且研究了幾種典型傳統(tǒng)的時(shí)頻分析方法在信號(hào)處理時(shí)的應(yīng)用，比較分析這幾種方法分析砰擊信號(hào)時(shí)各自的優(yōu)缺點(diǎn)，并作簡(jiǎn)要總結(jié)。
　　其次，詳細(xì)分析了希爾伯特黃變換方法，在砰擊信號(hào)的檢測(cè)中借助于HHT方法，通過(guò)使用EMD和EEMD分解仿真信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，最后選擇EEMD對(duì)信