频散信号的窄带互相关模型及其相延迟估计

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1、第卷第期机械工程学报Vol.39 No.2 2003 年2 月CHINESEJOURNALOFMECHANICALENGINEERING Feb.2010 * 频散信号的窄带互相关模型及其相延迟估计1 2 林京吴文焘(1. 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049；2. 中国科学院声学研究所北京100190)摘要：指出已有的窄带信号互相关模型不能直接应用于频散信号的相延迟估计，尤其是在频散程度比较大的情况下。通过研究发现，导致这一结果的原因在于已有的窄带信号互相关模型中的相位量为线性假设，而频散信号互相关函

2、数中的相位信息已包含了高阶的非线性成分，已有模型与实际情况不再匹配。为此，将二阶相位量引入已有窄带互相关模型，建立了一种针对频散信号的窄带互相关模型，可以有效进行频散窄带信号的相延迟估计，通过对比发现，本方法对仿真信号的相延迟估计的误差小于原方法误差的十分之一，同时该方法在环境的适应性方面也要明显优于已有方法，如对信号带宽的变化不敏感等。关键词：频散信号相延迟估计互相关模型窄带信号兰姆波中图分类号：TH165.3Narrowband CrossCorrelatedModelfor Dispersive Signals and

3、ItsApplicationforPhaseDelayEstimationLIN Jing WU Wentao (1.State KeyLaboratoryfor Manufacturing System Engineering, Xi’an JiaotongUniversity, Xi’an710049; 2. InstituteofAcoustics, ChineseAcademyof Sciences, Beijing100190 )Abstract：Traditionalanalyticalnarrowbandcro

4、sscorrelatedmodelcannotbe used directlyforphasedelayestimation fordispersive signals especiallywhenthedispersionis strong.The reason liesthatthephase itemin thecrosscorrelationfunctionofdispersive signals containsnonlinearcomponents.However,currentcrosscorrelation 

5、modelisassumed with linearphase,which is notin accordance with theone ofdispersive signals and lead bigerrorforphasedelayestimation.Anewcrosscorrelation modelis establishedbyintroducingaquadraticcomponentin the phaseitem.Theestimation errorismuch smallerwhentheprop

6、osedmodelis employed forphasedelayestimation fordispersive signals.Atthe same time,theproposedmethod is morerobustthancurrentmodel,forinstance,itisinsensitivetothe variationofsignalbandwidth.Keywords：Dispersive signalPhase delay Crosscorrelation modelNarrowband sig

7、nalLamb wave 特性非常敏感，可以通过提取相速信息来精确获得* 0 前言结构状态信息。多模态、频散是Lamb 波的两个突出特点，它超声无损检测中，基于Lamb 波的损伤检测与既为检测和损伤评估提供丰富的信息，又给信号的定量评估技术已越来越受到人们的重视。这种方法分析带来很大困难，因此，有关Lamb 波信号的分利用声波可以实现大范围能量传播的特点，使得结析和处理是基于Lamb 波损伤检测及定量评估的核构损伤的快速检测和定位成为可能，显著提高损伤心。信号的群延迟、相延迟估计是Lamb 波信号处检测的效率。与传统的应力波

8、相比，Lamb 波具有理的基本内容，其估计精度直接影响到检测和评估频散和多模态的特点，信号中所包含的信息远多于结果的质量。从已有研究结果来看，在信号的延迟传统的应力波，同时，其相速度对材料特性和界面估计方面，人们大都针对群延迟进行估计，研究相关的算法，却很少关注相延迟的估计方法，很难查到相