基于改进低秩稀疏正则化的CFRP电阻抗层析成像算法研究

作     者：马敏 于洁 范文茹 MA Min;YU Jie;FAN Wenru

作者机构：中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2022年第41卷第14期

页      面：151-157页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：中央高校基本科研业务费中国民航大学专项(3122019052)。 

主　　题：碳纤维复合材料(CFRP) 电阻抗层析成像(EIT) 低秩稀疏 分裂布雷格曼 损伤监测 

摘      要：碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)由于其轻质高强、抗疲劳等优势被广泛应用于航空航天领域。为确保材料使用的安全性,碳纤维复合材料的有效检测尤为重要。近年来,电阻抗层析成像(electrical impedance tomography,EIT)因其低成本、无辐射等优点已成为一种新兴的损伤监测方法并受到了广泛关注。针对电阻抗层析成像逆问题求解具有严重的病态性,提出了一种基于改进低秩稀疏正则化的电阻抗层析成像算法。首先,引入L_(p)伪范数,通过调节p的值来增强解的稀疏性、提高图像重建精度;其次,采用核范数作为解的低秩约束能有效利用先验信息提高重建质量;最后,通过分裂布雷格曼方法求解,增强算法的实时性,使成像速度保持在0.06 s。仿真与试验结果表明,改进低秩稀疏正则化算法能有效改善电极伪影、呈现出更加清晰的损伤细节并且具有较强的鲁棒性、实效性和适用性。