基于超声背散射信号特征优选策略的封严涂层完整性多参数SVR协同预测
批准号:
52075078
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
林莉
依托单位:
学科分类:
机械测试与仪器
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
林莉
中文摘要
可磨耗封严涂层质量控制是航空发动机“卡脖子”问题。涂层完整性多参数超声反演具有非线性、不确定性和多因素强耦合等特点,传统方法难以解决。拟采取“小样本数据+人工智能”方式,开展基于超声背散射信号特征优选策略的支持向量回归(SVR)协同预测研究。背散射信号辨识困难、单一类型参数信息有限,且不同超声参数与目标参数之间相关性迥异,为满足低维度、避免过拟合、与目标参量相关度高等输入特征要求,制订“背散射信号辨识准则+多域融合信号处理方法+显著性分析选择依据”的超声信号特征优选策略,为构建高质量输入特征空间提供科学依据。封严涂层完整性多参数之间关联性强,针对采用多个独立的单输出回归模型处理多输出问题存在整体预测性差、计算成本高的问题,选取复合核函数建立考虑多输出参量内在关联性的支持向量回归协同预测模型。借助启发式算法和交互检验技术优选模型参数,提高模型预测性能。研究工作具有重要科学价值和应用前景。
英文摘要
The quality control of the abradable seal coating is a "bottleneck" issue in aircraft engines. The multi-parameter inversion of seal coating integrity through traditional ultrasonic methods has the limitations of nonlinearity, uncertainty, and multi-feature strong coupling. A "small sample data + artificial intelligence" strategy is proposed to implement multi-parameter collaborative prediction of seal coating integrity based on feature optimization scheme of ultrasonic backscatter signals using support vector regression (SVR). The difficult identification of backscatter signals, limited information of a single parameter, and the different correlation between ultrasonic features and target parameters cause the difficulty of realizing low dimension, without overfitting, and high correlation with target parameters of input features. An feature optimization strategy of ultrasonic backscatter signal is created using " Identification rule of backscatter signals + Fusion method of multi-domain signal process + Selection criteria of significance analysis",which provides a scientific basis for the identification, processing, and feature selection of backscatter signals. There is a strong correlation between the multiple parameters of seal coating integrity. Aim at the problem of poor predicted results and high calculation cost using traditional multiple single-target SVR models to solve multi-target problems, a multi-target SVR model constructed with hybrid kernel functions is created for multi-parameter collaborative prediction of seal coating integrity according to the multi-target’s correlations. The model parameters are globally optimized by combining heuristic algorithms and cross-validation methods to enhance the prediction performance of the multi-target SVR model. This program has significant scientific value and application prospect.
针对航空发动机铝硅聚苯酯封严涂层完整性参数的超声表征问题,基于显微观测获取微观组织的形态学特征,提出采用面积分数多尺度分析对孔隙和聚苯酯分散度进行量化,计算孔隙率、聚苯酯含量、聚集度因子k和均匀性长度LH等参数对涂层完整性进行综合描述。建立具有不同孔隙率及分散度的封严涂层超声检测仿真模型,并结合水浸超声脉冲回波实验,获取包含涂层界面回波和背散射波的信号。提出基于谱信息熵判别的涂层超声背散射信号辨识方法,并提取声速、衰减系数、主频偏移、背散射系数、时频域衰减谱等多域信号特征参量,利用皮尔逊相关性分析优选多个敏感特征,制订超声信号特征优选策略,为构建高质量输入特征空间提供科学依据。并考虑多种输出参数之间的内在关联,构建了多核SVR、BPNN、CNN的机器学习回归模型,借助超声无损方式有效预测封严涂层完整性参数,实现了对封严涂层组织均匀性的100%无损表征,旨在替代现有标准通过抽样解剖进行组织观测的低效费时方法,为提高封严涂层制备能力及质量控制水平提供了解决思路。
锆基包壳Cr涂层超声非一致性响应特征及其正则化提取方法研究
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批准号:U22B2068
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项目类别:联合基金项目
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资助金额:260.00万元
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批准年份:2022
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负责人:林莉
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依托单位:
封严涂层多相异质结构非均质超声背散射响应机制研究
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批准号:51675083
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项目类别:面上项目
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资助金额:64.0万元
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批准年份:2016
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负责人:林莉
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依托单位:
考虑孔隙细观形貌随机性的复合材料孔隙率超声无损检测原理和方法
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批准号:51275075
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2012
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负责人:林莉
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依托单位:
先进复合材料构件超声波微扰散射衰减机理研究
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批准号:50975042
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项目类别:面上项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2009
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负责人:林莉
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依托单位:
高温防护涂层质量无损评价及其物理机制研究
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批准号:50401021
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2004
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负责人:林莉
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依托单位:
国内基金
海外基金