本发明涉及加筋板损伤识别，尤其涉及基于inception-1dcnn模型的加筋板损伤定位方法及定位系统。
背景技术：
1、化铣薄壁加筋结构具有比刚度大，抗屈曲能力强，能够维持结构的剖面形状等独特优势，已广泛应用于航空航天飞行器结构中。在飞行器长期服役过程中，此类结构会产生难以察觉的微裂纹、应力腐蚀和冲击损伤，因此其健康状态需要被重点关注。由于导波具有传播距离远、对微小损伤敏感、携带信息丰富的特点，故基于超声导波的检测技术是大型结构健康监测的重要方法之一。但是，受制于导波复杂的多模式及频散特性且目前对弹性导波在加筋结构中传播行为的认识还不充分，现阶段基于超声导波的结构健康监测技术应用仍多限于薄板、圆管等简单几何结构，对于加筋壁板等复杂几何结构的应用还比较少。为了将导波技术更好应用于飞行器结构的损伤检测，必须研究清楚导波在化铣薄壁加筋结构中的传播特性。
2、ricci等采用有限元数值方法，对弹性波在“i”型复合材料加筋结构中的传播进行研究，发现筋条前的响应信号幅值大于筋条后响应信号幅值，同时筋条前、后波形相位也存在差异，说明筋条存在对波传播的信号幅值和相位会产生影响。ramadas等采用有限元数值方法，对非对称a0模式激励下弹性波在“l”型筋条中的传播进行了研究，发现弹性波传播至筋条处会发生模式转换，同时在筋条转弯处会产生“u型转弯”现象。haider等采用基于向量映射的全局-局部理论分析方法，对a0模式弹性波在矩形筋条中传播的反射、透射行为进行研究，发现反射波和透射波均会发生模式转换，且透射波幅值远大于反射波幅值。reusser等建立了lamb波在加筋结构中传播的简单散射理论模型，分别对矩形加筋结构中s0、a0模式激励下透射系数等因素进行研究，发现s0模式的反射、透射系数具有周期性变化规律，并对a0模式在加筋结构中传播的复杂性进行了说明。bijudas等采用数值模拟方法对导波在矩形加筋板中的传播行为进行分析，详细描述了透射和反射行为的模式转换现象，发现在时域信号中可明显观察到具有不同波速和幅值的新模式。schaal等采用理论分析方法对弹性波在上、下边界不连续结构中的传播进行研究，并采用有限元数值方法进行对比验证，发现将激励信号的s0、a0模式分离后，结构不连续导致的模式转换现象会使s0、a0模式分别产生新的模式。就加筋板结构而言，其结构与化铣薄壁加筋结构相似，均可视为薄板与加强筋的组合体，因此，相关研究对于化铣薄壁加筋结构中的导波研究具有一定的借鉴意义。然而，大多数加筋板结构是通过薄板与加强筋通过焊接或铆接等连接方式成型的，而化铣薄壁加筋结构是由一块金属板通过化学铣切工艺一体成型的，且通常在加强筋与平板的交界处有与加强筋厚度相当的圆角结构。因此，结构的差异性也决定了化铣薄壁加筋结构和加筋板结构中导波的传播特性存在截然不同的差异。
3、基于概率的损伤检测重构算法(reconstruction algorithm for probabilisticinspection of defects,rapid)由于具有在复杂和大面积结构中成像过程中无需导波在结构中传播的先验知识，避免了对真实结构中复杂时间历程的解释，计算效率高并且适合自动处理等优势，已应用在各种复杂结构损伤检测上。其中在加筋板的研究上，wang等在含有多个平行加筋条的复合材料板上观察到在多路径交叉点或传感器位置处容易出现“伪损伤”，提出一种虚拟路径方法来增加路径数量，旨在提高定位精度。sharif-khodaei等使用rapid算法对含有一个筋条的复材板上进行缺陷诊断，提出了一种基于窗口能量到达的改进算法。在信号处理方面对算法进行了修改，计算了di的预期到达时间和空间变化。liu等引入了同时考量传感路径与路径加权函数影响的单位权值分布函数，并提出一种路径加权函数的优化选择方法，有助于降低选取参数时对人工经验的依赖。在此基础上，liu等提出一种权值补偿的加权分布诊断成像方法，在不增加传感器和传感路径数量前提下，补偿路径交叉点与其他成像点的权值差异，尽可能抑制“伪损伤”对成像结果的影响，加筋肋复合材料板上的损伤诊断试验结果表明该方法能有效提高定位精度。虽然，目前已有采用rapid对加筋板的研究，但是目前研究中均对筋条数量进行了限制。在含有多个交叉分布筋条的情况下，加筋会对导波进行反射和衰减，导致过加筋的激励－传感通道的导波信号非常复杂，影响损伤成像的质量，其在含有多个交叉分布筋条的实际加筋板上的识别效果还不得而知。
技术实现思路
1、本发明提出一种基于inception-1dcnn模型的加筋板损伤定位方法及定位系统，以化铣加筋板为研究对象，结合频率波数曲线和2dfft研究了导波在经过含倒角的筋条时的模态转换情况，对比分析了rapid在实际加筋板上的损伤成像效果。在由筋条所划分的不同区域内设置损伤，获取样本数据，建立inception-1dcnn损伤区域分类模型，并利用模型对化铣加筋板不同位置损伤开展识别定位研究。
2、基于上述技术思路，本发明采用的技术方案为：
3、本发明的一个目的是提供基于inception-1dcnn模型的加筋板损伤定位方法，包括以下步骤：
4、步骤1：建立inception-1dcnn分类模型，并将建立的inception-1dcnn分类模型部署到后台；
5、步骤2：采集加筋板的导波数据；
6、步骤3：将采集的导波数据输入到inception-1dcnn分类模型中，通过inception-1dcnn分类模型提取导波数据的空间特征，从而识别加筋板上损伤出现的对应区域。
7、更进一步地，步骤1中inception-1dcnn模型的建立过程包括以下步骤：
8、步骤201：搭建加筋板损伤实验平台；
9、步骤202：利用搭建的加筋板损伤实验平台测试并采集加筋板的样本数据
10、步骤203：对采集的样本数据进行归一化处理；
11、步骤204：对步骤203处理后的样本数据进行分层分割处理，并随机及其划分至训练集和测试集中，训练集与测试集的比例为7:3；
12、步骤205：基于训练集的数据对inception-1dcnn模型进行训练，再利用测试集测试inception-1dcnn模型的分类性能，得到训练后inception-1dcnn分类模型。
13、更进一步地，加筋板损伤实验平台包括任意波形发生器、示波器和化铣加筋板，化铣加筋板上设置有d31型压电传感器，任意波形发生器产生并输出激励信号，d31型压电传感器收到信号激励后发生振荡，在化铣加筋板中产生以导波形式传播的机械波，传感器则将导波信号转换为电信号并通过导线传输至示波器上显示
14、更进一步地，化铣加筋板由筋条划分成若干个单元区域，d31型压电传感器沿着外圈的单元区域顺时针依次设置多个，依次在若干个单元区域中设置损伤，通过任意波形发生器激励其中一个d31型压电传感器，采集其余d31型压电传感器的信号，并利用示波器对同一区域内的损伤工况信号采集16次后输出其平均值，通过将损伤工况信号与无损伤的基准信号相减得到直接与损伤相关的残余信号，将残余信号作为inception-1dcnn模型训练和测试的样本数据。
15、更进一步地，在化铣加筋板的前后对称设置有一对磁铁，通过改变磁铁的位置来模拟不同单元格区域的损伤。
16、更进一步地，inception-1dcnn模型进行训练具体操作如下：
17、步骤2051：以压电片的一维导波残余信号作为输入数据，输入前对模型的每个通道的信号幅度按照比例缩放至[-1,1]；
18、步骤2052：输入数据首先通过inception模块，inception模块包含执行不同卷积操作的多条分支，将多条分支卷积操作后的输出拼接到一起并输入到flatten层；
19、步骤2053：然后，flatten层将多维的输入数据进行一维化处理；
20、步骤2054：接着，利用dense层对数据进行映射，并在相邻dense之间增加dropout层，dropout层的丢弃率设置为0.2；
21、步骤2055：最后，映射后的数据通过包含softmax激活函数的全连接层得到最终的训练数据并输出。
22、本发明的另一个目的是提供基于inception-1dcnn模型的加筋板损伤定位系统，该定位系统包括：
23、采集模块，用于采集加筋板的导波数据；
24、识别模块，调用权利要求1中部署到后台的inception-1dcnn分类模型，提取导波数据的空间特征，从而识别加筋板上损伤出现的对应区域。
25、与现有技术相比，本发明具有如下优点：
26、本发明提出的inception-1dcnn分类模型能够自动提取导波信号的空间特征，准确识别加筋板上损伤出现的对应区域，在测试集中的准确率为94％。
1.基于inception-1dcnn模型的加筋板损伤定位方法，其特征在于，包括以下步骤1：建立inception-1dcnn分类模型，并将建立的inception-1dcnn分类模型部署到后台；
2.根据权利要求1所述的基于inception-1dcnn模型的加筋板损伤定位方法，其特征在于，步骤1中inception-1dcnn分类模型的建立过程包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于inception-1dcnn模型的加筋板损伤定位方法，其特征在于，加筋板损伤实验平台包括任意波形发生器、示波器和化铣加筋板，化铣加筋板上设置有d31型压电传感器，任意波形发生器产生并输出激励信号，d31型压电传感器收到信号激励后发生振荡，在化铣加筋板中产生以导波形式传播的机械波，传感器则将导波信号转换为电信号并通过导线传输至示波器上显示。
4.根据权利要求3所述的基于inception-1dcnn模型的加筋板损伤定位方法，其特征在于，化铣加筋板由筋条划分成若干个单元区域，d31型压电传感器沿着外圈的单元区域顺时针依次设置多个，依次在若干个单元区域中设置损伤，通过任意波形发生器激励其中一个d31型压电传感器，采集其余d31型压电传感器的信号，并利用示波器对同一区域内的损伤工况信号采集16次后输出其平均值，通过将损伤工况信号与无损伤的基准信号相减得到直接与损伤相关的残余信号，将残余信号作为inception-1dcnn模型训练和测试的样本数据。
5.根据权利要求4所述的基于inception-1dcnn模型的加筋板损伤定位方法，其特征在于，在化铣加筋板的前后对称设置有一对磁铁，通过改变磁铁的位置来模拟不同单元格区域的损伤。
6.根据权利要求5所述的基于inception-1dcnn模型的加筋板损伤定位方法，其特征在于，inception-1dcnn模型进行训练具体操作如下：
7.基于inception-1dcnn模型的加筋板损伤定位系统，其特征在于，该定位系统包括：
