纺织学报 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (01): 19-24.doi: 10.13475/j.fzxb.20170503606

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基于主成分分析的纤维拉伸断裂声发射信号识别

  

  • 收稿日期:2017-05-18 修回日期:2017-09-22 出版日期:2018-01-15 发布日期:2018-01-16

Identification of fiber tensile fracture acoustic emission signal based on principal component analysis

  • Received:2017-05-18 Revised:2017-09-22 Online:2018-01-15 Published:2018-01-16

摘要:

针对纤维拉伸断裂声发射信号的非平稳性、信号特征间高度重叠等问题,提出一种声发射信号特征提取及纤维种类诊断的模型。该模型可用于识别拉伸断裂的纤维种类。首先,通过小波变换、增强经验模态分解方法(EEMD)对不同种纤维的拉伸断裂声发射信号进行预处理、分解;然后,结合主成分分析方法(PCA)提取频率特征;最后,运用最小二乘支持向量机(LSSVM)对纤维拉伸断裂的特征频率进行分类识别。结果表明,主成分分析方法能将信号特征降维,并降低不同纤维频率特征之间相关性,提高了对纤维拉伸断裂声发射信号的准确识别。针对芳纶1313、高性能维纶纤维拉伸断裂的声发射信号,EEMD-PCA-LSSVM模型总识别率达96%。

关键词: 纤维, 拉伸断裂, 声发射信号, 增强经验模态分解, 主成分分析, 最小二乘支持向量机

Abstract:

For problems of acoustic emission signal of fiber tensile fracture such as nonstationarity and high overlap between signal characteristics, a model was presented for the feature extractionof acoustic emission signal and fiber type diagnosis. This model can be used to identify the type of fibers that are stretched. Firstly, different kinds of tensile fracture acoustic emission signals were preprocessed and decomposed by wavelet transform and ensemble empirical mode decomposition (EEMD). Then, the frequency characteristics were extracted by the principal component analysis (PCA). Finally, least squares support vector machine (LSSVM) was used to classify the characteristic frequency of the fiber stretched. Results show that the principal component analysis method can further select the eigenvector sets of the two kinds of fiber tensile fracture acoustic emission signals, and make the signal characteristics from high dimensional to low dimensional. At the same time, the correlation between the features is reduced, and the accuracy of recognition of fiber tensile fracture of AE signal is improved. The EEMD-PCA-LSSVM model has a total recognition rate of 96% for the acoustic emission signals of PMIA ( poly-m-phenylene isophthalamide) and high performance vinylon fiber.

Key words: fiber, tensile failure, acoustic emission, ensemble empirical mode decompositon, principal component analysis, least squares support veotor maohine

[1] 方玮 徐岚. 漏斗式喷气静电纺聚乙烯吡咯烷酮纳米纤维膜的制备及其表征[J]. 纺织学报, 2018, 39(10): 7-11.
[2] 黄廷健 牟浩 阳知乾 任红檠 徐建军 刘鹏清. 高强高模聚甲醛纤维的制备及其性能[J]. 纺织学报, 2018, 39(10): 1-6.
[3] 杜琳 张有忱 杨卫民 丁玉梅 谭晶 李好义. 熔体微分静电纺聚丙烯空气驻极体滤膜的制备及其性能[J]. 纺织学报, 2018, 39(10): 12-17.
[4] 王文聪 杜淑宁 王鸿博 高卫东. 低取代羟乙基纤维素在碱溶剂中的溶解行为及其机制[J]. 纺织学报, 2018, 39(10): 22-27.
[5] 赵兵 祁宁 徐安长 钟洲 车明国 . 石墨烯/蚕丝复合材料研究进展[J]. 纺织学报, 2018, 39(10): 168-174.
[6] 陶金 张德锁 林红 陈宇岳. 介孔氧化硅/棉复合纤维对染料的吸附性能[J]. 纺织学报, 2018, 39(10): 93-98.
[7] 汝欣 彭来湖 胡旭东 史伟民 宋赛赛 . 长毛绒纬编针织物编织效果预测及其数字化设计[J]. 纺织学报, 2018, 39(10): 63-67.
[8] 姚江薇 邹专勇 闫琳琳 卫国 唐佩君. 喷气涡流纺纱线拉伸断裂强力预测模型构建与验证[J]. 纺织学报, 2018, 39(10): 32-37.
[9] 袁理 代乔民 付顺林 郑力文 鄢煜尘. 基于原色纤维混配色织物的呈色特性与影响因素分析[J]. 纺织学报, 2018, 39(10): 38-43.
[10] 李辉 王娇娜 赵树宇 李从举. 柔性全编织摩擦纳米发电织物的制备[J]. 纺织学报, 2018, 39(09): 34-38.
[11] 董锋 王航 滕士英 庄旭品 程博闻 . 梯度复合聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及其过滤性能[J]. 纺织学报, 2018, 39(09): 1-7.
[12] 卢琳娜 陈宇岳 李永贵. 纳米金与粘胶纤维的吸附机制[J]. 纺织学报, 2018, 39(09): 22-28.
[13] 曹意 陈韶娟 尹德河 曹洪花 马建伟. 碱溶性涤纶/锦纶6海岛纤维各组分性能解析[J]. 纺织学报, 2018, 39(09): 15-21.
[14] 巫莹柱 单颖法 黄伯熹 林广茂 梁家豪 张晓利. 聚对苯二甲酸丙二醇酯与聚对苯二甲酸丁二醇酯混纺纤维的智能识别[J]. 纺织学报, 2018, 39(09): 169-175.
[15] 李佳平 沈国康 欧耀明 孟想 辛斌杰. 应用连续投影算法及最小二乘支持向量机的单组分纺织品识别[J]. 纺织学报, 2018, 39(08): 46-51.
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[1] 曹红梅;沈晓飞;任学勤;赵宏. CHF导入式倍捻锭子[J]. 纺织学报, 2006, 27(3): 77 -79 .
[2] 王宏付;高庆. 应用静态法预测季节性服装需求[J]. 纺织学报, 2008, 29(5): 127 -129 .
[3] 胡凤霞;张健;盛家镛. 新型蚕丝材料的纤维取向结构[J]. 纺织学报, 2005, 26(1): 33 -35 .
[4] 杨文轩. 预分离器的设计与探讨[J]. 纺织学报, 1984, 5(07): 50 -55 .
[5] 顾士杰;张希. 涤棉织物烂花工艺探讨[J]. 纺织学报, 1987, 8(02): 56 -59 .
[6] 郑秀实. 弹性喷胶棉技术鉴定会[J]. 纺织学报, 1987, 8(01): 20 .
[7] 李伟;王维;田险峰;高增祥. 拉细羊毛及其混纺毛条的加工性能[J]. 纺织学报, 2004, 25(04): 34 -35 .
[8] 罗欣;迟克栋;江红;吴慧莉. 纺织品与塑料薄膜层压粘合研究[J]. 纺织学报, 2004, 25(03): 50 -51 .
[9] 何永新;杭同吉;施嘉标;潘引年. 磁化水在纺织染色上应用的初步探讨[J]. 纺织学报, 1987, 8(02): 38 -40 .
[10] 祝志峰;周永元;张文赓. 接枝淀粉/PVA混合浆上浆性能的评估[J]. 纺织学报, 1998, 19(06): 31 -33 .