基于Lebenberg_Marquardt的声发射源定位算法
Sound Source Localization Algorithm Based on Levenberg_Marquardt
摘要: 声发射是一种寻找材料破裂点或地震发声源位置非常有效的方法,在本次实验中介绍了声发射源定位中时差定位法的基本原理,将定位问题转化为多元非线性方程组求解问题。根据问题特点,将传统的Geiger定位算法与Lebenberg_Marquardt算法相结合,通过改进Geiger算法的迭代方向与迭代步,极大地减少了算法的时间复杂度,提高了算法的精确度。数值仿真算例表明:该方法能有效地解决了迭代时雅可比矩阵与其转置矩阵接近奇异时dk过大的问题,保证了算法的收敛性并且提高了迭代算法的收敛速度。
Abstract: Acoustic emission is an extremely effective method for locating material fracture points or seismic sound sources. In this experiment, the basic principle of time difference localization in acoustic emission source localization is introduced, which transforms the localization problem into a multi-dimensional nonlinear equation solving problem. Based on the characteristics of the problem, the traditional Geiger localization algorithm is combined with the Levenberg_Marquardt algorithm by improving the iteration direction and step of the Geiger algorithm, greatly reducing the time complexity of the algorithm and improving its accuracy. Numerical simulation examples demonstrate that this method effectively solves the problem of excessive dk when the Jacobian matrix and its transpose matrix are close to singular during iteration, ensuring the convergence of the algorithm and improving the convergence speed of the iterative algorithm.
文章引用:王子维, 阎少宏. 基于Lebenberg_Marquardt的声发射源定位算法[J]. 应用数学进展, 2024, 13(4): 1327-1333. https://doi.org/10.12677/aam.2024.134122

参考文献

[1] 张宇, 刘嘉成, 冯舒, 等. 针对不连续带洞结构的声发射源定位方法研究[J]. 仪器仪表学报, 2023, 44(11): 282-289. [Google Scholar] [CrossRef
[2] 王巍浩, 杜西岗, 许城, 等. 三轴加载下灰岩的力学特性及声发射特征[J]. 矿业研究与开发, 2024, 44(2): 129-137.
[3] 胡杰, 张延欢, 刘洪亮, 等. 隧道围岩块体垮塌声发射及自振频率演化特征试验研究[J/OL]. 中国公路学报: 1-18.
http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1313.U.20240125.1137.002.html, 2024-01-26.
[4] 黄冬梅, 卢欢欢, 潘鑫, 等. 单轴压缩条件下含孔洞裂隙红砂岩力学行为及声发射特征分析[J/OL]. 矿业安全与环保: 1-10.
http://kns.cnki.net/kcms/detail/50.1062.TD.20240103.0900.002.html, 2024-01-04.
[5] 何永红, 靳鹏伟. 小波稳健最小二乘估计的轨道误差校正算法及其在DEM中的应用[J]. 大地测量与地球动力学, 2020(12): 40.
[6] 刘金丽, 高见. 联合采用Inglada算法和Geiger算法确定地震精确位置[J]. 防灾科技学院学报, 2012, 14(2): 54-59.
[7] 刘建坡, 王洪勇, 杨宇江, 等. 不同岩石声发射定位算法及其实验研究[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2009, 30(8): 1193-1196.
[8] 姜天琪, 裴烁瑾. 基于网格搜索-牛顿迭代法的微震震源定位算法[J]. 矿业科学学报, 2019, 4(6): 480-488. [Google Scholar] [CrossRef
[9] 林峰, 李庶林, 薛云亮, 等. 基于不同初值的微震源定位方法[J]. 岩石力学与工程学报, 2010, 29(5): 996-1002.
[10] 李楠, 王恩元, 孙珍玉, 等. 基于L1范数统计的单纯形微震震源定位方法[J]. 煤炭学报, 2014, 39(12): 2431-2438. [Google Scholar] [CrossRef
[11] 李会义, 姜福兴, 杨淑华. 基于Matlab的岩层微地震破裂定位求解及其应用[J]. 煤炭学报, 2006(2): 154-158.
[12] 徐克彬, 陈祖斌, 刘玉海, 等. 基于L-M算法的微地震定位方法[J]. 石油地球物理勘探, 2018, 53(4): 765-769 790 653. [Google Scholar] [CrossRef