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本書提出的混沌檢測超聲導波信號技術，將超聲導波信號作為混沌系統的外激勵擾動項，利用混沌系統對初始輸入的敏感性和對隨機噪聲信號的免疫力進行弱導波信號識別，是一種新穎的識別技術，在提高管道超聲導波的檢測距離，或者提高小缺陷的檢測靈敏度上具有顯著的優勢。圍繞這一主題，本書詳細討論了超聲導波傳播的理論、有限元仿真，以及實驗技術，將得到的信號引入混沌系統，以相軌圖、Lyapunov指數構造了損傷指標，並討論了各指標的技術細節。
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目 錄
第1章 緒論 1
1.1 管道運輸與安全 1
1.2 長距離管線檢測 4
第2章 超聲導波檢測技術簡介 8
2.1 超聲導波的基本概念 8
2.1.1 超聲波 9
2.1.2 應力波分類 10
2.1.3 群速度和相速度 11
2.1.4 多模態特性 13
2.2 超聲導波的基本方程 16
2.3 管道超聲導波的檢測技術 19
2.3.1 位置識別 20
2.3.2 深度識別 22
2.3.3 導波檢測的工業應用 25
第3章 混沌與混沌檢測技術 28
3.1 混沌系統簡介 28
3.2 混沌系統在弱信號檢測中的應用 31
3.3 混沌系統檢測超聲導波的原理 33
第4章 基於相軌圖的導波檢測 37
4.1 檢測系統的參數設定 37
4.2 噪聲對混沌系統解的影響 39
4.3 含噪聲導波信號識別 42
第5章 基於Lyapunov指數的導波檢測 46
5.1 Lyapunov指數 46
5.2 檢測系統的參數設定 49
5.2.1 不輸入任何信號時的系統特徵 50
5.2.2 輸入和不輸入導波信號時的Lyapunov指數對比 53
5.2.3 噪聲對Lyapunov指數的影響 54
5.3 數值研究 55
第6章 基於混沌系統的管道缺陷檢測實驗研究 58
6.1 應力導波的激發與接收 58
6.1.1 應力導波激發 58
6.1.2 壓電式傳感器 61
6.2 實驗設備及導波測試 63
6.2.1 實驗參數設定 63
6.2.2 測試方案 69
6.3 基於混沌系統的缺陷參數識別 71
第7章 基於Matlab-GUI的混沌檢測系統開發 77
7.1 Matlab-GUI簡介 77
7.2 Matlab-GUI的控件及其屬性 79
7.3 基於Matlab-GUI的混沌檢測系統開發 82
7.3.1 啟動程序 82
7.3.2 界面設計 82
7.3.3 控件屬性設置 83
7.3.4 m文件編程 84
後記 103
參考文獻 105
第1章 緒論 1
1.1 管道運輸與安全 1
1.2 長距離管線檢測 4
第2章 超聲導波檢測技術簡介 8
2.1 超聲導波的基本概念 8
2.1.1 超聲波 9
2.1.2 應力波分類 10
2.1.3 群速度和相速度 11
2.1.4 多模態特性 13
2.2 超聲導波的基本方程 16
2.3 管道超聲導波的檢測技術 19
2.3.1 位置識別 20
2.3.2 深度識別 22
2.3.3 導波檢測的工業應用 25
第3章 混沌與混沌檢測技術 28
3.1 混沌系統簡介 28
3.2 混沌系統在弱信號檢測中的應用 31
3.3 混沌系統檢測超聲導波的原理 33
第4章 基於相軌圖的導波檢測 37
4.1 檢測系統的參數設定 37
4.2 噪聲對混沌系統解的影響 39
4.3 含噪聲導波信號識別 42
第5章 基於Lyapunov指數的導波檢測 46
5.1 Lyapunov指數 46
5.2 檢測系統的參數設定 49
5.2.1 不輸入任何信號時的系統特徵 50
5.2.2 輸入和不輸入導波信號時的Lyapunov指數對比 53
5.2.3 噪聲對Lyapunov指數的影響 54
5.3 數值研究 55
第6章 基於混沌系統的管道缺陷檢測實驗研究 58
6.1 應力導波的激發與接收 58
6.1.1 應力導波激發 58
6.1.2 壓電式傳感器 61
6.2 實驗設備及導波測試 63
6.2.1 實驗參數設定 63
6.2.2 測試方案 69
6.3 基於混沌系統的缺陷參數識別 71
第7章 基於Matlab-GUI的混沌檢測系統開發 77
7.1 Matlab-GUI簡介 77
7.2 Matlab-GUI的控件及其屬性 79
7.3 基於Matlab-GUI的混沌檢測系統開發 82
7.3.1 啟動程序 82
7.3.2 界面設計 82
7.3.3 控件屬性設置 83
7.3.4 m文件編程 84
後記 103
參考文獻 105
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