(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210830149.7 (22)申请日 2022.07.15 (71)申请人 东南大学 地址 210096 江苏省南京市玄武区四牌楼 2 号 (72)发明人 徐佳文　陈卓　严如强　 (74)专利代理 机构 南京众联专利代理有限公司 32206 专利代理师 张天哲 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01)G06N 20/00(2019.01) G01N 27/04(2006.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种基于迁移学习和压电阻抗法的玻璃幕 墙松动检测方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于迁移学习和压电阻 抗法的玻璃幕墙松动检测方法， 所述监测系统包 括： 基于压电换能器的阻抗测试系统、 玻璃幕墙 故障模拟系统， 和基于迁移学习的数据处理算 法。 其中， 基于压电换能器的阻抗测试系统解耦 并获得玻璃幕墙的频域信息； 玻璃幕墙故障模拟 系统生成故障源域数据； 基于迁移学习的数据处 理算法利用源域数据训练迁移学习模 型， 结合实 际玻璃幕墙的阻抗信息， 识别玻璃幕墙的松动状 态。 本发明使用压电换能器， 通过主动激励传感 的方式获取被测玻璃幕墙结构阻抗特征， 利用故 障模拟方式获取数据并进行迁移， 对玻璃幕墙松 动等状况做出判断， 具有结构简单、 准确率高、 灵 活度高、 适应性强、 安全性强等优点。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 115186345 A 2022.10.14 CN 115186345 A 1.一种基于 迁移学习和压电阻抗法的玻璃幕墙松动检测方法， 其特 征在于： 包括基于压电换能器的阻抗测试系统， 用于测量实 际检测的玻璃幕墙的阻抗信息， 以 便后续进行松动判断； 玻璃幕墙故障模拟系统， 用于获取大量各种状态下 的玻璃幕墙阻抗 信息以及阻抗信息对应的松动信息； 基于迁移学习的数据 处理算法， 用于对获得的阻抗信 息进行处 理分析， 得到相应的玻璃幕墙的松动情况判断结果。 2.根据权利要求1所述的一种基于迁移学习和压电阻抗法的玻璃幕墙松动检测方法， 其特征在于： 所述基于压电换能器的 阻抗测试系统包括两片压电换能器及相应的激励源、 数据采集 装置； 其中一片 压电换能器作为驱动器， 接受来自激励 源的激励信号， 引起 玻璃幕墙结构振 动； 另外的一片压电换能器作为传感器， 将玻璃幕墙的振动变为电信号以便采集。 3.根据权利要求1所述的一种基于迁移学习和压电阻抗法的玻璃幕墙松动检测方法， 其特征在于： 所述玻璃幕墙故障模拟系统利用有限元仿真或者模拟 故障实验平台测试的方法， 建立 玻璃框架结构与压电测量结构的多物理场故障模拟系统， 获得不同健康与 松动条件下的玻 璃幕墙阻抗信息 。 4.根据权利要求1所述的一种基于迁移学习和压电阻抗法的玻璃幕墙松动检测方法， 其特征在于： 所述基于迁移学习的数据处理算法利用归一化和抽帧的方法对仿数据进行预处理， 然 后搭建一 维卷积神经网络模 型， 即1D‑CNN模型， 用预处理后的仿 真数据进 行预训练， 获得预 训练模型； 再把预训练模型 的部分网络结构及参数迁移到目标域， 利用预处理后的少量实 测数据对网络参数进行微调， 获得最终的松动预测模型； 其中， 数据预处理的方法为： 首先利用相敏检波技术， 对已有的频域数据进行变换， 获 得更加清晰直观的频域曲线； 然后进行数据归一化， 将数据归一化到[0,1]区间； 最后进行 数据抽帧， 在 尽可能保留样本信息的前提下减少数据量， 提高运 算效率； 其中， 迁移学习使用1D ‑CNN的网络结构， 网络具体包括以下各层： 数据输入层； 第1个一 维卷积层； 第1个池化层； 第2个一维卷积层； 第2个池化层； 第3个一维卷积层； 第3个池化层； Flatten层； 第1个全连接层； Dropout层； 第2个全连接层， 其中第2个全连接层利用softmax 实现分类； 通过以上方法， 得到最终的玻璃幕墙松动检测模型； 在实际应用时， 只需将测得的样本 输入模型， 并进行运 算， 即可得到相应的玻璃幕墙松动状态预测结果。 5.根据权利要求2所述的一种基于迁移学习和压电阻抗法的玻璃幕墙松动检测方法， 其特征在于： 通过所述基于压电换能器的阻抗测试系统， 得到响应信号的 电压值， 并通过响应信号 来求得玻璃幕墙固有频率， 所述响应信号的表达式为： 其中， M、 C、 K、 k1、 k2分别是系统的质量矩阵、 阻尼矩阵、 刚度矩阵、 第一片压电换能器的 机电耦合系数矩阵和第二片压电换能器的机电耦合系数矩阵； Kc＝1/Cp， Cp是压电换能器的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115186345 A 2电容， Ve是激励电压， ω是激励信号频率， j表示虚部 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115186345 A 3