森林工程

作者：张志恒,李明,沈志辉,陈楚敏,方赛银,杜坤,杨龙飞,邓婷婷

单位：1.西南林业大学 机械与交通学院，昆明 650224；,2.安徽工程大学 高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室，安徽 芜湖 241000；,3.安徽工程大学 电气工程学院，安徽 芜湖 241000；

关键词：声发射,变分模态分解,奇异值分解,马氏距离,木材裂缝缺陷

基金：国家自然科学基金项目(32160345),云南省农业基础研究联合专项项目(202401BD070001-121)

针对木材裂缝缺陷，提出一种基于声发射的木材裂缝数量识别方法。首先，在试件上人为依次制作1 mm×9 mm（长×高）的4条裂缝，在裂缝的一侧通过折铅的方式产生声发射（acoustic emission，AE）信号，另一侧放置传感器，信号采样频率设置为2 MHz。然后，通过粒子群算法（particle swarm optimization，PSO）确定变分模态分解（variational mode decoposition，VMD）的分解层数 K和惩罚因子 α，并将原始信号分解为具有不同频率的本征模态（intrinsic mode function，IMF）。接着，随机选择5组信号进行VMD分解，并对分解后的IMF构成的矩阵进行奇异值分解（singular value decomposition，SVD），得到相应的奇异值向量，再由5组奇异值向量组成标准矩阵。最后，由测得的AE信号，分别与标准矩阵计算马氏距离，并依据最小判别原则，判定裂缝数量。结果表明，PSO-VMD-SVD方法能够方便提取出AE信号特征，并通过计算马氏距离进行裂缝数量判别，判别正确率为92%。

来源：2025年第1期

《森林工程》期刊编辑部

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