CN117332205A - 压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法及装置 - Google Patents

压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及压电阻抗温度补偿技术领域，公开了压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法及装置，本发明采集待测对象的基准信号，待测对象在多个温度变化后的阻抗信号集和温度变化信息集；根据基准信号、温度变化信息集和阻抗信号集的频率偏移量，确定水平补偿信号集；根据基准信号、水平补偿信号集以及频点数量，确定温度偏差系数，根据温度偏差系数、基准信号、第一阻抗信号，确定竖直补偿信号，对采集到的阻抗信号进行差异化补偿，提高了阻抗信号的准确率；根据竖直补偿信号和基准信号，确定温度补偿评估指标，根据温度补偿评估指标对阻抗信号补偿效果进行评估，通过对温度补偿指标进行优化并基于最优温度补偿指标实现竖直阻抗信号精确补偿。

Description

压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法及装置
技术领域
本发明涉及结构健康监测技术领域，具体涉及压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法及装置。
背景技术
压电阻抗技术，通过检测被测物体阻抗信号的变化来监测结构的安全性以及损伤状态信息的变化，对检测结构早起的微小损伤具有较高的灵敏度。然而，现有技术中的压电阻抗技术通常对受到环境温度的影响，随着实际温度的不断变化，阻抗信号的赋值以及水平频率会发生较大变化，导致结构损伤状态变化，进而影响监测到的阻抗信号，使得安全状态监测的结构受到干扰。
现有技术中对于压电阻抗信号的补偿方法，只是对阻抗信号在所有频率进行数值相等的赋值补偿，鲜有对赋值偏差的频率差异性的考虑，导致有效频移法的温度补偿效果欠佳；此外阻抗信号幅值偏差补偿的效果还难以实现自动量化评估，导致阻抗信号的温度补偿处理的自动化水平低，难以实现压电阻抗温度补偿高精度自动优化效果优化。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法及装置，以解决现有技术中的问题。
第一方面，本发明提供了一种压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法，方法包括：采集待测对象的基准信号，以及待测对象在多个温度变化后对应的阻抗信号集以及温度变化信息集，阻抗信号集与温度变化信息集一一对应；
根据基准信号、温度变化信息集以及阻抗信号集对应的频率偏移量，确定水平补偿信号集；
根据基准信号、水平补偿信号集以及频点数量，确定温度偏差系数，阻抗信号集和基准信号均包括m个频点；
根据温度偏差系数、基准信号、第一阻抗信号，确定竖直补偿信号，第一阻抗信号为阻抗信号集中的任一个；
根据竖直补偿信号和基准信号，确定温度补偿评估指标；
对所述温度偏差系数和所述温度补偿评估指标进行优化，得到最优温度偏差系数和最优温度补偿指标，所述最优温度补偿指标用于对所述竖直补偿信号进行评估，所述最优温度偏差系数用于确定所述竖直补偿信号。
有益效果，采集待测对象的基准信号，以及待测对象在多个温度变化后对应的阻抗信号集以及温度变化信息集，其中阻抗信号集与温度变化信息集一一对应；在此基础上，根据基准信号、温度变化信息集以及阻抗信号集对应的频率偏移量，确定水平补偿信号集，水平补偿信号集提高了阻抗信号的准确性；根据基准信号、水平补偿信号集以及频点数量，确定温度偏差系数，其中阻抗信号集和基准信号均包括m个频点，根据温度偏差系数、基准信号、第一阻抗信号，确定竖直补偿信号，根据竖直补偿信号对阻抗信号进行补偿可以实现对采集到的阻抗信号进行差异化补偿，提高了阻抗信号的准确率，进一步提高了对待测对象的监测的准确性；根据竖直补偿信号和基准信号，确定温度补偿评估指标，根据温度补偿评估指标对阻抗信号补偿效果进行评估，通过对温度补偿指标进行优化并基于最优温度补偿指标实现竖直阻抗信号精确补偿。
在一种可选的实施方式中，根据基准信号、温度变化信息集以及阻抗信号集对应的频率偏移量，确定水平补偿信号集，具体包括：
根据基准信号、温度变化信息集以及阻抗信号集对应的频率偏移量，确定每一个温度变化信息对应的误差值；
根据每一个温度变化信息对应的误差值，确定最终误差值；
根据最终误差值对应的频率偏移量对温度变化后的阻抗信号进行水平补偿，得到水平补偿信号集。
有益效果，根据基准信号、温度变化信息集以及阻抗信号集对应的频率偏移量，确定每一个温度变化信息对应的误差值，可以确定每一个阻抗信号由于温度变化与实际基准信号之间的差异程度；根据每一个温度变化信息对应的误差值，确定最终误差值，根据最终误差值对应的频率偏移量，对温度变化后的阻抗信号进行水平补偿，得到水平补偿信号集，提高了阻抗信号的准确性。
在一种可选的实施方式中，根据基准信号、温度变化信息集以及阻抗信号集对应的频率偏移量，确定每一个温度变化信息对应的误差值，具体包括：
根据第一温度变化信息、第一阻抗信号以及第一频率偏移量，确定第二阻抗信号，第一温度变化信息为温度变化信息集中的任一个，第一阻抗信号为阻抗信号集中的任一个，第一阻抗信号和第一频率偏移量对应；
根据第二阻抗信号中每一个频点，确定第二阻抗信号的第一统计参数；
根据基准信号中的每一个频点，确定基准信号的第二统计参数；
根据第二阻抗信号对应的第i个频点阻抗信号、基准信号对应的第i个频点阻抗信号、第一统计参数以及第二统计参数，确定第一误差值。
有益效果，提高了误差值的准确性，进一步提高了补偿后的阻抗信号的准确性。
在一种可选的实施方式中，根据基准信号、水平补偿信号集以及频点数量，确定温度偏差系数，具体包括：
根据基准信号以及水平补偿信号集，确定最终水平补偿信号集；
根据基准信号、第一最终水平补偿阻抗信号以及频点数量，确定温度偏差系数，第一最终水平补偿阻抗信号为最终水平补偿信号集中的任一个。
有益效果，根据基准信号和水平补偿信号集，确定最终水平补偿信号集，摒弃了阻抗信号中无意义的频率区间，得到的最终水平补偿信号集更加精准；根据基准信号、第一最终水平补偿阻抗信号以及频点数量，确定温度偏差系数，提高了温度偏差系数的准确性。
在一种可选的实施方式中，
根据以下公式确定温度补偿评估指标：
其中，EI为温度补偿评估指标，α 1第一权重，α 2为第二权重，MRE为第一指标用于确定温度补偿的幅值精度；CCD为第二指标，用于确定温度补偿的形状精度；
其中，MRE为第一指标，用于确定温度补偿的幅值精度；Si 1为温度补偿后阻抗信号的第i个频率点；Si 0为基准阻抗信号的第i个频率点；m为频点个数；
其中，CCD为第二指标，用于确定温度补偿的形状精度；Si 1为温度补偿后阻抗信号的第i个频率点；为温度补偿后阻抗信号的平均值；σ 1为温度补偿后阻抗信号的标准差；Si 0为基准阻抗信号的第i个频率点；为基准阻抗信号的平均值；σ 0为基准阻抗信号的标准差。
有益效果，提高了温度补偿评估指标的准确性。
在一种可选的实施方式中，根据温度偏差系数对温度补偿评估指标进行优化，得到优化后的温度补偿指标，具体包括：
将预设矩阵以行为基准，划分为多个分组数据，预设矩阵的列数由温度偏差系数的数据精度确定，前n列分别为温度偏差系数的小数点后的数值，第n+1列的数值与对应行的前n个数形成的温度偏差系数对应的温度补偿评估指标；
确定第一分组数据中的最优参数，第一分组数据为多个分组数据中的任一个；
根据预设参数对预设矩阵进行更新，得到第一矩阵；
根据每一个分组数据对应的最优参数对预设矩阵的前n列数值进行更新，得到第二矩阵；
根据第一矩阵的第n+1列的数值、第二矩阵的第n+1列数值，确定第三矩阵中第n+1列的数值；
根据第三矩阵中第n+1列的数值、第一矩阵的前n列的数值、第二矩阵的前n列数值，确定第三矩阵中前n列的数值；
根据第三矩阵中第n+1列的数值和第三矩阵中前n列的数值，确定第三矩阵；
确定第三矩阵中每一个分组数据对应的第二最优参数集；
在第二最优参数集中，筛选全局最优参数；
根据全局最优参数，对第三矩阵进行更新，得到第四矩阵；
当满足终止条件时，确定第四矩阵中对应的全局最优参数为最优温度偏差系数和最优温度补偿指标。
有益效果，经过优化后，提高了温度偏差系数以及温度补偿指标的准确性，进一步地根据最优温度偏差系数，确定最优的竖直补偿信号，最后对最优的数值补偿信号进行评估，得到最优温度补偿指标。
在一种可选的实施方式中，当不满足终止条件时，打乱第四矩阵继续优化，直至满足终止条件。
有益效果，在不满足终止条件时，此时的温度偏差系数以及温度补偿指标不是最优的，因此将第四矩阵打乱之后，重新执行之前的步骤，直至满足终止条件时，确定最优温度偏差系数以及最优温度补偿指标，确保了最优温度偏差系数以及最优温度补偿指标的准确性。
在一种可选的实施方式中，第一矩阵根据以下公式得到：
；
其中，为预设参数；T为第一矩阵；i=1，2，…，m；j=1，2，…，n；m为矩阵行数；n为矩阵列数；表示预设矩阵中第一分组数据中的最优参数；表示预设矩阵；表示第一矩阵；r表示0至1范围内的随机数。
有益效果，提高了温度补偿评估指标的准确性。
在一种可选的实施方式中，第四矩阵通过以下公式得到：
其中，为第三矩阵中第i行第j列的参数；为第四矩阵中第i行第j列的参数；i=1，2，…，m；j=1，2，…，n；，k为同一分组中的任意一行；表示预设矩阵中第一分组数据中的最优参数；为全局最优参数。
有益效果，提高了温度补偿评估指标的准确性。
第二方面，本发明提供了一种压电阻抗温度补偿高精度自动优化装置，装置包括：
采集信号模块，用于采集待测对象的基准信号，以及待测对象在多个温度变化后对应的阻抗信号集以及温度变化信息集，阻抗信号集与温度变化信息集一一对应；
确定水平补偿模块，用于根据基准信号、温度变化信息集以及阻抗信号集对应的频率偏移量，确定水平补偿信号集；
确定温度系数模块，用于根据基准信号、水平补偿信号集以及频点数量，确定温度偏差系数，阻抗信号集和基准信号均包括m个频点；
确定竖直补偿模块，用于根据温度偏差系数、基准信号、第一阻抗信号，确定竖直补偿信号，第一阻抗信号为阻抗信号集中的任一个；
确定温度评估指标模块，用于根据竖直补偿信号和基准信号，确定温度补偿评估指标；
优化模块，用于对所述温度偏差系数和所述温度补偿评估指标进行优化，得到最优温度偏差系数和最优温度补偿指标，所述最优温度补偿指标用于对所述竖直补偿信号进行评估，所述最优温度偏差系数用于确定所述竖直补偿信号。
第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法。
第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法的示意图；
图3是根据本发明实施例的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法的流程图；
图5a-图5c是根据本发明实施例的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法的示意图；
图6a-图6e是根据本发明实施例的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法的示意图；
图7是根据本发明实施例的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法的示意图；
图8是根据本发明实施例的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法的示意图；
图9是根据本发明实施例的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法的示意图；
图10是根据本发明实施例的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法的示意图；
图11是根据本发明实施例的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法的示意图；
图12是根据本发明实施例的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法的示意图；
图13是根据本发明实施例的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法的示意图；
图14是根据本发明实施例的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法的示意图；
图15是根据本发明实施例的压电阻抗温度补偿高精度自动优化装置的结构框图；
图16是本发明实施例的计算机设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明实施例，提供了一种压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
压电阻抗技术，通过检测待测对象阻抗信号的变化来监测待测对象结构的安全性以及损伤状态信息的变化，对监测结构早期的微小损伤具有较高的灵敏度，具有实施简单，可以应用于复杂结构，所需的传感器价格便宜，质量轻体积小，转换效率高，长期稳定性好等优点。因此，压电阻抗技术被认为是结构健康监测领域中最有发展前景的结构无损检测技术之一。
基于EMI（压电阻抗）技术的结构损伤监测应用中，会遇到一个非常重要的问题：随着实际环境温度的不断变化，阻抗信号的幅值以及水平频率会发生较大变化，导致结构损伤状态变化而引起的阻抗信号变化可能会被淹没于温度变化引起的阻抗信号变化中，进而导致结构安全状态监测的结果受到干扰、失准甚至引起误判。因此，对测得的阻抗信号进行温度效应补偿，对于推进压电阻抗技术在实际工程中的应用具有十分重要的意义。
为了对压电阻抗信号进行温度补偿，国内外学者提出了各种温度补偿技术，例如基于神经网络的温度补偿技术、基于线性拟合的补偿方法以及基于协整的补偿方法等。其中，有效频移法，由于其具有计算简单，原理简洁等优点而得到了广泛的应用。然而，目前基于有效频移法的温度补偿研究中，往往只对阻抗信号在所有频率进行数值相等的幅值补偿，还鲜有对幅值偏差的频率差异性的考虑，导致有效频移法的温度补偿效果欠佳；此外阻抗信号幅值偏差补偿的效果还难以实现自动量化评估，导致阻抗信号的温度补偿处理的自动化水平低，难以实现压电阻抗温度补偿高精度自动优化效果优化。
基于上述问题，在本实施例中提供了一种压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法，图1是根据本发明实施例的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法的流程图。如图1所示，该压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法的流程包括如下步骤：
步骤S101，采集待测对象的基准信号，以及待测对象在多个温度变化后对应的阻抗信号集以及温度变化信息集。
其中，阻抗信号集与温度变化信息集一一对应。
示例性地，待测对象可以是需要检测内部结构变化的物体，例如钢尺等。基准信号为待测对象在标准环境下内部结构完好无损的情况下测得的阻抗信号，基准信号为待测对象无损状态下的一个标准。
温度变化会引起对应待测对象的阻抗信号发生变化，因此采集不同温度下对应的待测对象的阻抗信号，有利于确定温度变化与阻抗信号变化的关系，进而可以在一定的条件下，需要测量待测对象内部结构时，对采集到的阻抗信号进行补偿，已得到准确的阻抗信号，以便完成对待测对象的内部结构监测。
采集阻抗信号集时，阻抗扫频范围为90kHz~95kHz，温度测试范围为26℃~56℃，每间隔2℃对试件进行阻抗采集。
如图2所示，为阻抗信号的温度影响规律示意图，温度升高（ΔT>0）导致阻抗信号产生向左水平频移，则会使得原本阻抗曲线S0上[f i，f i+Δω]区间的阻抗信号消失在扫频区间中，而在[f n-Δω，f n]区间延伸出了数据信号。对温变后的阻抗信号进行频移补偿（如图2中的Sa 1），频移后[f i,f i+Δω]区间的阻抗信号（如图2中的Sa T1）并非为与原阻抗信号对应的阻抗信号，因此W=1，将前n个频率点进行摒弃处理；温度降低（ΔT<0）导致阻抗信号产生向右水平频移，则会使得原本阻抗曲线S0上[f n-Δω,f n]区间的阻抗信号消失在扫频区间中，而在[f i,f i+Δω]区间延伸出了数据信号。对温变后的阻抗信号进行频移补偿（如图2中的Sd 1），频移后[f i,f i+Δω]区间的阻抗信号（如图2中的Sd T1）并非为与原阻抗信号对应的阻抗信号，因此W=-1，将后n个频率点进行摒弃处理；
步骤S102，根据基准信号、温度变化信息集以及阻抗信号集对应的频率偏移量，确定水平补偿信号集。
示例性地，根据采集到的基准信号，对应的温度变化集对应的阻抗信号集以及对应的频率偏移量，对采集到的阻抗信号集中的每一个阻抗信号进行水平方面的补偿，具体地，可以采用基于神经网络的温度补偿技术、基于线性拟合的补偿方法以及基于协整的补偿方法，以及有效频移法等对采集到的阻抗信号进行水平补偿。
步骤S103，根据基准信号、水平补偿信号集以及频点数量，确定温度偏差系数，阻抗信号集和基准信号均包括m个频点。
步骤S104，根据温度偏差系数、基准信号、第一阻抗信号，确定竖直补偿信号。
其中，第一阻抗信号为阻抗信号集中的任一个。
示例性地，采集阻抗信号时，每一个采集的阻抗信号均包括m个频点。温度补偿系数为对阻抗信号进行竖直方向上的补偿系数。
竖直补偿阻抗信号通过以下公式计算得到：
其中，为基准信号，为基准信号的平均值，TR为温度偏差系数、为水平补偿信号，为阻抗变化值，。
其中，STR为幅值偏差率信号。
初始情况下TR为初始值，直至后续得到最优温度偏差系数后，根据最优温度偏差系数确定最终的竖直补偿信号，最终的竖直补偿信号可以用于后续的评估。
步骤S105，根据竖直补偿信号和基准信号，确定温度补偿评估指标。
步骤S106，对所述温度偏差系数和所述温度补偿评估指标进行优化，得到最优温度偏差系数和最优温度补偿指标，所述最优温度补偿指标用于对所述竖直补偿信号进行评估。
示例性地，在确定竖直补偿信号后，竖直补偿信号为经过水平补偿和竖直补偿之后得到的精确的阻抗信号。根据竖直补偿信号以及基准信号，确定温度补偿评估指标，可以准确的得到对应的竖直补偿信号是否准确，同时为后续对阻抗信号进行补偿时提供了评估依据。
具体地，可以根据竖直补偿信号与基准信号的差别占基准信号的百分比来确定对应的温度补偿评估指标，本发明实施例对于温度补偿评估指标的具体确定方式不作限定，本领域技术人员可以根据实际情况确定。
本实施例提供的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法，采集待测对象的基准信号，以及待测对象在多个温度变化后对应的阻抗信号集以及温度变化信息集，其中阻抗信号集与温度变化信息集一一对应；在此基础上，根据基准信号、温度变化信息集以及阻抗信号集对应的频率偏移量，确定水平补偿信号集，水平补偿信号集提高了阻抗信号的准确性；根据基准信号、水平补偿信号集以及频点数量，确定温度偏差系数，其中阻抗信号集和基准信号均包括m个频点，根据温度偏差系数、基准信号、第一阻抗信号，确定竖直补偿信号，根据竖直补偿信号对阻抗信号进行补偿可以实现对采集到的阻抗信号进行差异化补偿，提高了阻抗信号的准确率，进一步提高了对待测对象的监测的准确性；根据竖直补偿信号和基准信号，确定温度补偿评估指标，根据温度补偿评估指标可以更加精确的确定对阻抗信号的补偿程度，提高了对待测对象的监测精度。
在本实施例中提供了一种压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法，如图3是根据本发明实施例的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法中正向搜索的流程图，该流程包括如下步骤：
步骤S301，采集待测对象的基准信号，以及待测对象在多个温度变化后对应的阻抗信号集以及温度变化信息集。其中，阻抗信号集与温度变化信息集一一对应。详细请参见图1所示实施例的步骤S101，在此不再赘述。
步骤S302，根据基准信号、温度变化信息集以及阻抗信号集对应的频率偏移量，确定水平补偿信号集。
具体地，上述步骤S302包括：
步骤S3021，根据基准信号、温度变化信息集以及阻抗信号集对应的频率偏移量，确定每一个温度变化信息对应的误差值；
示例性地，计算具有不同频率偏移量Δω i的温度变化后阻抗信号St(Δω i)与初始基准阻抗信号S0之间的误差值。
在一个优选的实施例中，上述步骤S3021具体包括：
步骤a1，根据第一温度变化信息、第一阻抗信号以及第一频率偏移量，确定第二阻抗信号，第一温度变化信息为温度变化信息集中的任一个，第一阻抗信号为阻抗信号集中的任一个，第一阻抗信号和第一频率偏移量对应；
步骤a2，根据第二阻抗信号中每一个频点，确定第二阻抗信号的第一统计参数；
步骤a3，根据基准信号中的每一个频点，确定基准信号的第二统计参数；
步骤a4，根据第二阻抗信号对应的第i个频点阻抗信号、基准信号对应的第i个频点阻抗信号、第一统计参数以及第二统计参数，确定第一误差值。
示例性地，第一误差值的计算公式如下：
其中，为第一误差值，m为频率点个数，Si t表示温度变化后的第i频率点阻抗信号，表示温度变化后阻抗信号的平均值，Si 0表示基准温度下的第i频率点阻抗信号，表示基准温度下阻抗信号的平均值，σ 1表示温度变化后阻抗信号的标准差，σ 0表示基准温度下阻抗信号的标准差。
步骤S3022，根据每一个温度变化信息对应的误差值，确定最终误差值。
示例性地，在得到每一个温度变化信息对应的误差值后，在所有的误差值中，选择最大的误差值作为最终误差值。使用所有误差值中的最大值来确定水平频移补偿最优的情况的原因为温度对阻抗信号的影响一般体现在使阻抗曲线产生整体的竖直方向偏移以及水平方向频移，而对阻抗信号的形状改变影响很小。
其中，确定频率偏移量Δω，计算式如下：
其中，Δf表示扫频步长。
步骤S3023，根据最终误差值对应的频率偏移量对温度变化后的阻抗信号进行水平补偿，得到水平补偿信号集。
示例性地，采用以下公式来对温度变化后的阻抗信号进行水平方向的补偿；
其中，频率偏移量Δω；在温度变化的情况下，采集阻抗信号并判断温度变化方向。温度升高（ΔT>0），记W=1；温度降低（ΔT<0），记W=-1；St为温度变化后的阻抗信号。
步骤S303，根据基准信号、水平补偿信号集以及频点数量，确定温度偏差系数，阻抗信号集和基准信号均包括m个频点。
具体地，上述步骤S303包括：
步骤S3031，根据基准信号以及水平补偿信号集，确定最终水平补偿信号集。
示例性地，摒弃阻抗信号中的无意义频率区间（频移后与基准信号不对应的频率区间），处理公式如下：
其中，Δf表示扫频步长，m为扫频点个数。
步骤S3032，根据基准信号、第一最终水平补偿阻抗信号以及频点数量，确定温度偏差系数，第一最终水平补偿阻抗信号为最终水平补偿信号集中的任一个。
示例性地，在摒弃了无意义的频率区间后，得到的最终水平补偿信号集更加准确，以便后续得到的温度偏差系数更加准确。
步骤S304，根据温度偏差系数、基准信号、第一阻抗信号，确定竖直补偿信号。其中，第一阻抗信号为阻抗信号集中的任一个。详细请参见图1所示实施例的步骤S104，在此不再赘述。
步骤S305，根据竖直补偿信号和基准信号，确定温度补偿评估指标。详细请参见图1所示实施例的步骤S105，在此不再赘述。
步骤S306，根据温度偏差系数对温度补偿评估指标进行优化，得到优化后的温度补偿指标，优化后的温度补偿指标用于对竖直补偿信号进行评估。详细请参见图1所示实施例的步骤S106，在此不再赘述。
在本实施例中提供了一种压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法，如图4是根据本发明实施例的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法中正向搜索的流程图，该流程包括如下步骤：
步骤S401，采集待测对象的基准信号，以及待测对象在多个温度变化后对应的阻抗信号集以及温度变化信息集。阻抗信号集与温度变化信息集一一对应。详细请参见图1所示实施例的步骤S101，在此不再赘述。
步骤S402，根据基准信号、温度变化信息集以及阻抗信号集对应的频率偏移量，确定水平补偿信号集。详细请参见图1所示实施例的步骤S102，在此不再赘述。
步骤S403，根据基准信号、水平补偿信号集以及频点数量，确定温度偏差系数，阻抗信号集和基准信号均包括m个频点。详细请参见图1所示实施例的步骤S103，在此不再赘述。
步骤S404，根据温度偏差系数、基准信号、第一阻抗信号，确定竖直补偿信号。其中，第一阻抗信号为阻抗信号集中的任一个。详细请参见图1所示实施例的步骤S104，在此不再赘述。
步骤S405，根据竖直补偿信号和基准信号，确定温度补偿评估指标。
具体地，上述步骤S405，具体包括：
步骤S4051，根据竖直补偿信号中每一个频点、基准信号的每一个频点以及频点数量，确定第一指标。
示例性地，第一指标通过以下公式计算得到：
其中，MRE为第一指标，用于确定温度补偿的幅值精度；Si 1为温度补偿后阻抗信号的第i个频率点；Si 0为基准阻抗信号的第i个频率点；m为频点个数。
步骤S4052，根据竖直补偿信号中每一个频点、竖直补偿信号的第一统计参数、基准信号的每一个频点、基准信号的第一统计参数、频点数量、竖直补偿信号的第二统计参数和基准信号的第二统计参数，确定第二指标。
示例性地，第二指标通过以下公式计算得到：
其中，CCD为第二指标，用于确定温度补偿的形状精度；Si 1为温度补偿后阻抗信号的第i个频率点；为温度补偿后阻抗信号的平均值；σ 1为温度补偿后阻抗信号的标准差；Si 0为基准阻抗信号的第i个频率点；为基准阻抗信号的平均值；σ 0为基准阻抗信号的标准差。
步骤S4053，根据预设权重、第一指标和第二指标，确定温度补偿评估指标。
其中，EI为温度补偿评估指标，α 1第一权重，α 2为第二权重，MRE为第一指标用于确定温度补偿的幅值精度；CCD为第二指标，用于确定温度补偿的形状精度；
在本发明实施例中预设权重包括第一权重和第二权重，其中第一权重为幅值评估权重，第二权重为曲线形状评估权重。综合考虑温度补偿的幅值精度以及形状精度的EI指标可以使得最终优化得到的结果是在综合考虑阻抗幅值精度和阻抗曲线形状精度的情况下温度补偿效果最好的阻抗信号。
步骤S406，对所述温度偏差系数和所述温度补偿评估指标进行优化，得到最优温度偏差系数和最优温度补偿指标。
步骤S406具体包括：
步骤b1，将预设矩阵以行为基准，划分为多个分组数据，预设矩阵的列数由温度偏差系数的数据精度确定，前n列分别为温度偏差系数的小数点后的数值，第n+1列的数值与对应行的前n个数形成的温度偏差系数对应的温度补偿评估指标；
步骤b2，确定第一分组数据中的最优参数，第一分组数据为多个分组数据中的任一个；
步骤b3，根据预设参数对预设矩阵进行更新，得到第一矩阵；
步骤b4，根据每一个分组数据对应的最优参数对预设矩阵的前n列数值进行更新，得到第二矩阵；
步骤b5，根据第一矩阵的第n+1列的数值、第二矩阵的第n+1列数值，确定第三矩阵中第n+1列的数值；
步骤b6，根据第三矩阵中第n+1列的数值、第一矩阵的前n列的数值、第二矩阵的前n列数值，确定第三矩阵中前n列的数值；
步骤b7，根据第三矩阵中第n+1列的数值和第三矩阵中前n列的数值，确定第三矩阵；
步骤b8，确定第三矩阵中每一个分组数据对应的第二最优参数集；
步骤b9，在第二最优参数集中，筛选全局最优参数；
步骤b10，根据全局最优参数，对第三矩阵进行更新，得到第四矩阵；
步骤b11，当满足终止条件时，确定所述第四矩阵中对应的全局最优参数为所述温度补偿评估指标和所述最优温度偏差系数。
示例性地，上述对温度补偿评估指标的优化方法可以是：
步骤1'，初始化生成矩阵T（预设矩阵）。矩阵T的列数为n+1列，n为TR参数（温度补偿评估指标）要求精度所需的小数点位数，左一列为小数点后第一位数值，往右依次类推，最后1列数值表示基于前n列数值组成的TR参数计算得到的阻抗温度补偿效果评估指标EI；
矩阵T用于生成TR参数的小数数值，每一行向量的前n个数值组成一个TR参数。TR参数恒小于1，因此每一行向量组成TR参数的小数部位，例如，矩阵T其中一行向量的前n项数为[2,3,5,7,4,8,1]，代表构成数值为0.2357481的TR参数，然后该参数用于本发明第二方面的指标和方法，进行阻抗信号竖向幅值补偿并计算度量指标EI。
步骤2'，每一行前n列向量数值组成一个TR参数，基于TR参数对阻抗信号进行竖向幅值偏差频率差异化补偿并计算第n+1列的EI指标数值。
步骤3'，在矩阵T中每m行为一群类数据（分组过程），在各群数据中选择指标EI最大时对应的一行向量作为该群的最优参数Pibest(j)；i表示群类序号；j表示矩阵T中的数值参数的列数，j=1，2，…，n+1;设置最优参数Pibest(j)用于后续帮助加快温度补偿效果的优化。
步骤4'，基于设置的自学习参数s对矩阵T的参数进行更新得到第一矩阵，基于步骤3'中得到的最优参数Pibest(j)对矩阵T中各行的前n列数值进行更新，生成更新后的矩阵T'（第二矩阵）；
步骤5'，比较矩阵T和矩阵T'中各行的EI指标，选取EI指标最大时的对应的各行数据组成矩阵（第三矩阵），在矩阵的各群数据中选择指标DI最大时对应的一行向量作为该群的最优参数Pibest(j)'，并在该最优参数列中选取全局最优参数Pbest；
设置Pibest(j)'和Pbest用于后续帮助加快温度补偿效果的优化。
步骤6'，基于全局最优参数列对矩阵进行随机更新后得到矩阵（第四矩阵），判断是否满足迭代循环的终止条件，是则输出当前DI指标值最大时对应的一行参数向量，否则执行步骤7'；
步骤7'，在迭代次数为设定的重组周期R的整数数倍时随机打乱矩阵，重新执行步骤2'-步骤5'。
设定每经过R次迭代周期进行随机打乱重组，可以避免温度补偿结果陷入局部最优效果的情况。
在一个优选的实施例中，第一矩阵根据以下公式得到：
其中，为预设参数；T为第一矩阵；i=1，2，…，m；j=1，2，…，n；m为矩阵行数；n为矩阵列数；表示预设矩阵中第一分组数据中的最优参数；表示预设矩阵；表示第一矩阵；r表示0至1范围内的随机数。
第四矩阵通过以下公式得到：
其中，为第三矩阵中第i行第j列的参数；为第四矩阵中第i行第j列的参数；i=1，2，…，m；j=1，2，…，n；，k为同一分组中的任意一行；表示预设矩阵中第一分组数据中的最优参数；为全局最优参数。
接下来以具体实施例来对上述实现方式进行进一步阐述：
实施例1：
对一个钢尺试件进行了高温控制试验，对阻抗信号在温度效应下的变化规律进行分析进而对所提出方法改进之处的合理性进行验证。阻抗扫频范围为90kHz~95kHz，温度测试范围为26℃~56℃，每间隔2℃对试件进行阻抗采集。为确保试件温度与环境温度一致，使用高精度温度记录仪（TH40W）监测结构温度，并在温度稳定12min后采集阻抗数据。
执行阻抗测量采集得到的阻抗信号如图5a所示。由图可见，温度升高，阻抗信号在水平方向上产生向左的频移，在竖直方向上产生向下的幅值偏差。而且，随着温差的逐渐增大，频移以及幅值偏差的数值逐渐增大。
以26℃下采集得到的阻抗信号为基准信号，基于最大互相关系数对阻抗信号进行水平频移补偿，结果如图5b所示；进一步，使用常规有效频移法对信号进行均值调整，结果如图5c所示。
由图5c可见，经过等幅值补偿之后的阻抗信号与基准信号，在不同频率上依旧存在数值不等的幅值偏差，并且温度变化越大，幅值偏差越大，此现象说明常规有效频移法在进行均值调整之后仍需进行幅值偏差频率差异化的补偿。
此外，根据图5c中的结果猜测，一个温度工况下，幅值偏差的数值可能与阻抗模值与平均值的数值距离有关。为了验证该推测，分析了均值补偿后的阻抗信号与基准信号（26℃）之间的数值偏差(S0-S’)，并计算了阻抗模值与平均值的数值距离(S0-S0)，对两者计算结果进行标准化并对比，试件的部分温度工况的对比结果如图6a-图6e所示，计算了两者的皮尔逊相关系数（），计算结果如图6a-图6e中标注。
由图可见，阻抗模值的数值距离与有效频移法的补偿偏差在形状上具有高度一致性，并且数值距离与补偿偏差具有非常强烈的相关性，这证明了幅值偏差的数值与阻抗模值与平均值的数值距离有关。进一步，验证了本发明所提出的方法在传统有效频移法进行均值调整(ST+ΔS)的基础上增加了基于TR参数的补偿的合理性。
实施例2：
为了凸显本发明的有益效果，在本实施例中的钢尺试件分别进行了高温控制试验以及低温控制试验，并分别使用本发明所提供的压电阻抗温度补偿效果优化方法以及传统的有效频移法进行温度补偿效果对比。
两次试验中的阻抗扫频范围均为90kHz~95kHz，高温控制试验的温度测试范围为26℃~56℃，低温控制试验的温度测试范围为-30℃~20℃，每间隔2℃对试件进行阻抗采集。为确保试件温度与环境温度一致，使用高精度温度记录仪（TH40W）监测结构温度，并在温度稳定12min后采集阻抗数据。
以基准信号（26℃）作为参考，分别使用两种方法对阻抗信号进行补偿，其中本发明的温度补偿流程包括：
步骤c1，设置优化参数限制条件，包括：前n列数值取值为[0,9]之间的整数；设置算法迭代参数，包括：精度要求所需的小数点位数n、矩阵T行数M（M满足m的整数倍）、参数重组周期R以及自学习参数s；设置迭代循环的终止条件，包括：设置最大迭代次数genmax；
步骤c2-步骤c6进行参数更新的过程中，必须满足优化参数限制条件。
步骤c2，初始化生成矩阵T。矩阵T的列数为n+1列，n为TR参数要求精度所需的小数点位数，左一列为小数点后第一位数值，往右依次类推，最后1列数值表示基于前n列数值组成的TR参数计算得到的阻抗温度补偿效果评估指标EI；
可以理解的是矩阵T的大小为M×(n+1)，本发明提供的矩阵T的一种实施例中，如图7所示为本发明实施例提供的初始化生成矩阵T的示意图，前n列向量，为初始化时为随机生成数列，用于组成TR参数并进行阻抗信号的竖向幅值温度补偿，进而用于求取第n+1列的EI度量指标向量，初始化生成时全为0。其中，矩阵的前m行表示第一群参数，记为P1，第m+1至2m行表示第二群参数，记为P2；依次类推。
步骤c3，每一行前n列向量数值组成一个TR参数，基于本发明第二方面所提供的压电阻抗温度补偿效果评估指标对阻抗信号进行竖向幅值偏差频率差异化补偿并计算第n+1列的EI指标数值。
具体实施中，遍历矩阵T的每一行，以每一行的前n列为参数样本，计算第n+1列的EI值，然后根据第n+1列EI值的数值大小，每m行选取一个小组最优参数列P1best(j)，P2best(j)，，Pkbest(j)。如图8所示为本发明实施例提供的T矩阵选取小组最优参数列的示意图。
步骤c4，在矩阵T中每m行为一群类数据，在各群数据中选择指标EI最大时对应的一行向量作为该群的最优参数Pibest(j)；i表示群类序号；j表示矩阵T中的数值参数的列数，j=1，2，…，n+1;
步骤c5，基于设置的自学习参数s对矩阵T的参数进行更新，基于步骤c4中得到的最优参数Pibest(j)对矩阵T中各行的前n列数值进行更新，生成更新后的矩阵T'；
如图9所示为本发明实施例提供的更新矩阵T得到矩阵T'的流程图，结合图9可知，在一种可能的实施例方式中，步骤c5中对矩阵T的前n列参数进行更新的公式为：
。
其中，i=1，2，…，M；j=1，2，…，n，和分别表示矩阵T和矩阵T'中第i行第j列的参数的值，r表示0至1范围内的随机数。其中更新后的参数满足为0~9之间的整数。
并计算更新参数后的矩阵T'第n+1列的EI指标。
步骤c6，比较矩阵T和矩阵T'中各行的EI指标，选取EI指标大时的对应的各行数据组成矩阵，在矩阵的各群数据中选择指标DI最大时对应的一行向量作为该群的最优参数Pibest(j)'，并在该最优参数列中选取全局最优参数Pbest；
如图10所示为本发明实施例提供的构建矩阵流程示意图。
步骤c7，基于全局最优参数列对矩阵进行随机更新后得到矩阵，判断是否满足迭代循环的终止条件，是则输出当前DI指标值最大时对应的一行参数向量，否则执行步骤c8；
步骤c8，在迭代次数为设定的重组周期R的整数数倍时随机打乱矩阵，重新执行步骤c3-步骤c6。
如图11所示为本发明实施例提供的矩阵选取小组最优参数列以及全局最优参数列的示意图。
具体实施中，判断是否满足终止条件；如果满足终止条件，则停止循环并输出EI指标值最大的一行参数向量；如果不满足终止条件则继续迭代循环步骤c3-步骤c6直至满足终止条件，并且每R次迭代对矩阵向量的序列进行重组。
在一种可能的实施例方式中，步骤c6中基于最优参数列对进行随机更新后得到矩阵。如图12所示为本发明实施例提供的更新矩阵得到矩阵的示意图。
从所有参数子集中随机选择一个Pr’best，从所有参数行中随机选择一行。
其中，对矩阵的前n列参数进行更新的公式②为：
。
和分别表示矩阵和矩阵中第i行第j列的参数的值；i=1，2，…，M；j=1，2，…，n；。
其中更新后的参数满足限制条件。并计算更新参数后的矩阵第n+1列EI指标。
经过温度补偿处理后，分别计算两种方法的补偿相对误差，高温控制试验以及低温控制试验的补偿相对误差平均值（Mean Relative Error, MRE）分别如图13以及图14所示。可见，本发明所提出的方法的补偿误差远低于常规有效频移法，尤其是在温差比较大的情况下。例如，在52℃工况下，常规有效频移法的补偿误差为1.63%，而本发明所提出的优化方法的补偿误差为0.84%，补偿误差约为常规有效频移法的二分之一。此外，本发明所提出方法在试验中所有温度工况下的相对误差平均值为0.54%；相应的，常规有效频移法的相对误差平均值为1.02%，平均精度提高了47.6%。由此可见，本发明所提出的温度补偿优化方法相比于常规有效频移法实现了补偿精度的显著提升。
此外，为了直观展示图中补偿误差所对应的补偿效果，分别对试验在52℃工况下的补偿效果进行可视化，如图13和图14的右侧图所示。可见，在高温以及低温环境下，与常规有效频移法相比，本发明所提出的温度补偿优化方法具有更高的补偿精度，补偿后的阻抗曲线与基准信号具有更好的一致性。
在本实施例中还提供了一种压电阻抗温度补偿高精度自动优化装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
本实施例提供一种压电阻抗温度补偿高精度自动优化装置，如图15所示，包括：
采集信号模块1501，用于采集待测对象的基准信号，以及待测对象在多个温度变化后对应的阻抗信号集以及温度变化信息集，阻抗信号集与温度变化信息集一一对应；
确定水平补偿模块1502，用于根据基准信号、温度变化信息集以及阻抗信号集对应的频率偏移量，确定水平补偿信号集；
确定温度系数模块1503，用于根据基准信号、水平补偿信号集以及频点数量，确定温度偏差系数，阻抗信号集和基准信号均包括m个频点；
确定竖直补偿模块1504，用于根据温度偏差系数、基准信号、第一阻抗信号，确定竖直补偿信号，第一阻抗信号为阻抗信号集中的任一个；
确定温度评估指标模块1505，用于根据竖直补偿信号和基准信号，确定温度补偿评估指标；
优化模块1506，用于对所述温度偏差系数和所述温度补偿评估指标进行优化，得到最优温度偏差系数和最优温度补偿指标，所述最优温度补偿指标用于对所述竖直补偿信号进行评估，所述最优温度偏差系数用于确定所述竖直补偿信号。
在一些可选的实施方式中，确定水平补偿模块，具体包括：
第一确定误差单元，用于根据基准信号、温度变化信息集以及阻抗信号集对应的频率偏移量，确定每一个温度变化信息对应的误差值；
第二确定误差单元，用于根据每一个温度变化信息对应的误差值，确定最终误差值；
确定水平信号单元，用于根据最终误差值对应的频率偏移量对温度变化后的阻抗信号进行水平补偿，得到水平补偿信号集。
在一些可选的实施方式中，第一确定误差单元，具体包括：
确定阻抗信号子单元，用于根据第一温度变化信息、第一阻抗信号以及第一频率偏移量，确定第二阻抗信号，第一温度变化信息为温度变化信息集中的任一个，第一阻抗信号为阻抗信号集中的任一个，第一阻抗信号和第一频率偏移量对应；
第一确定参数子单元，用于根据第二阻抗信号中每一个频点，确定第二阻抗信号的第一统计参数；
第二确定参数子单元，用于根据基准信号中的每一个频点，确定基准信号的第二统计参数；
误差确定子单元，用于根据第二阻抗信号对应的第i个频点阻抗信号、基准信号对应的第i个频点阻抗信号、第一统计参数以及第二统计参数，确定第一误差值。
在一些可选的实施方式中，确定温度系数模块，具体包括：
第一补偿信号确定单元，用于根据基准信号以及水平补偿信号集，确定最终水平补偿信号集；
偏差系数确定单元，用于根据基准信号、第一最终水平补偿阻抗信号以及频点数量，确定温度偏差系数，第一最终水平补偿阻抗信号为最终水平补偿信号集中的任一个。
在一些可选的实施方式中，确定温度评估指标模块，具体包括：
第一指标确定单元，用于根据竖直补偿信号中每一个频点、基准信号的每一个频点以及频点数量，确定第一指标；
第二指标确定单元，用于根据竖直补偿信号中每一个频点、竖直补偿信号的第一统计参数、基准信号的每一个频点、基准信号的第一统计参数、频点数量、竖直补偿信号的第二统计参数和基准信号的第二统计参数，确定第二指标；
评估指标确定单元，用于根据预设权重、第一指标和第二指标，确定温度补偿评估指标。
在一些可选的实施方式中，优化模块，具体用于：
将预设矩阵以行为基准，划分为多个分组数据，预设矩阵的列数由温度补偿评估指标的数据精度确定，前n列分别为温度补偿评估指标的小数点后的数值，第n+1列的数值与对应行的温度补偿评估指标；
确定第一分组数据中的最优参数，第一分组数据为多个分组数据中的任一个；
根据预设参数对预设矩阵进行更新，得到第一矩阵；
根据每一个分组数据对应的最优参数对预设矩阵的前n列数值进行更新，得到第二矩阵；
根据第一矩阵的第n+1列的数值、第二矩阵的第n+1列数值，确定第三矩阵中第n+1列的数值；
根据第三矩阵中第n+1列的数值、第一矩阵的前n列的数值、第二矩阵的前n列数值，确定第三矩阵中前n列的数值；
根据第三矩阵中第n+1列的数值和第三矩阵中前n列的数值，确定第三矩阵；
确定第三矩阵中每一个分组数据对应的第二最优参数集；
在第二最优参数集中，筛选全局最优参数；
根据全局最优参数，对第三矩阵进行更新，得到第四矩阵；
当满足终止条件时，确定所述第四矩阵中对应的全局最优参数为所述温度补偿评估指标和所述最优温度偏差系数。
在一些可选的实施方式中，装置还用于，当不满足终止条件时，打乱第四矩阵继续优化，直至满足终止条件。
在一些可选的实施方式中，第一矩阵根据以下公式得到：
；
其中，为预设参数；T为第一矩阵；i=1，2，…，m；j=1，2，…，n；m为矩阵行数；n为矩阵列数；表示预设矩阵中第一分组数据中的最优参数；表示预设矩阵；表示第一矩阵；r表示0至1范围内的随机数。
在一些可选的实施方式中，第四矩阵通过以下公式得到：
其中，为第三矩阵中第i行第j列的参数；为第四矩阵中第i行第j列的参数；i=1，2，…，m；j=1，2，…，n；，k为同一分组中的任意一行；表示预设矩阵中第一分组数据中的最优参数；为全局最优参数。
上述各个模块和单元的更进一步的功能描述与上述对应实施例相同，在此不再赘述。
本实施例中的压电阻抗温度补偿高精度自动优化装置是以功能单元的形式来呈现，这里的单元是指ASIC（Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路）电路，执行一个或多个软件或固定程序的处理器和存储器，和/或其他可以提供上述功能的器件。
本发明实施例还提供一种计算机设备，具有上述图15所示的压电阻抗温度补偿高精度自动优化装置。
请参阅图16，图16是本发明可选实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，如图16所示，该计算机设备包括：一个或多个处理器10、存储器20，以及用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用不同的总线互相通信连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器可以对在计算机设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示GUI的图形信息的指令。在一些可选的实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个计算机设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。图16中以一个处理器10为例。
处理器10可以是中央处理器，网络处理器或其组合。其中，处理器10还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路，可编程逻辑器件或其组合。上述可编程逻辑器件可以是复杂可编程逻辑器件，现场可编程逻辑门阵列，通用阵列逻辑或其任意组合。
其中，存储器20存储有可由至少一个处理器10执行的指令，以使至少一个处理器10执行实现上述实施例示出的方法。
存储器20可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些可选的实施方式中，存储器20可选包括相对于处理器10远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该计算机设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
存储器20可以包括易失性存储器，例如，随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如，快闪存储器，硬盘或固态硬盘；存储器20还可以包括上述种类的存储器的组合。
该计算机设备还包括通信接口30，用于该计算机设备与其他设备或通信网络通信。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，上述根据本发明实施例的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可记录在存储介质，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程存储介质或非暂时机器可读存储介质中并将被存储在本地存储介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件的存储介质上的这样的软件处理。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体、随机存储记忆体、快闪存储器、硬盘或固态硬盘等；进一步地，存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件，当软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现上述实施例示出的方法。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (12)

1.一种压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法，其特征在于，所述方法包括：
采集待测对象的基准信号，以及所述待测对象在多个温度变化后对应的阻抗信号集以及温度变化信息集，所述阻抗信号集与所述温度变化信息集一一对应；
根据所述基准信号、所述温度变化信息集以及所述阻抗信号集对应的频率偏移量，确定水平补偿信号集；
根据所述基准信号、所述水平补偿信号集以及频点数量，确定温度偏差系数，所述阻抗信号集和所述基准信号均包括m个频点；
根据所述温度偏差系数、所述基准信号、第一阻抗信号，确定竖直补偿信号，所述第一阻抗信号为所述阻抗信号集中的任一个；
根据所述竖直补偿信号和所述基准信号，确定温度补偿评估指标；
对所述温度偏差系数和所述温度补偿评估指标进行优化，得到最优温度偏差系数和最优温度补偿指标，所述最优温度补偿指标用于对所述竖直补偿信号进行评估，所述最优温度偏差系数用于确定所述竖直补偿信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述基准信号、所述温度变化信息集以及所述阻抗信号集对应的频率偏移量，确定水平补偿信号集，具体包括：
根据所述基准信号、所述温度变化信息集以及所述阻抗信号集对应的频率偏移量，确定每一个温度变化信息对应的误差值；
根据每一个温度变化信息对应的误差值，确定最终误差值；
根据最终误差值对应的频率偏移量对所述温度变化后的阻抗信号进行水平补偿，得到水平补偿信号集。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述基准信号、所述温度变化信息集以及所述阻抗信号集对应的频率偏移量，确定每一个温度变化信息对应的误差值，具体包括：
根据第一温度变化信息、第一阻抗信号以及第一频率偏移量，确定第二阻抗信号，所述第一温度变化信息为所述温度变化信息集中的任一个，所述第一阻抗信号为所述阻抗信号集中的任一个，所述第一阻抗信号和所述第一频率偏移量对应；
根据所述第二阻抗信号中每一个频点，确定所述第二阻抗信号的第一统计参数；
根据所述基准信号中的每一个频点，确定所述基准信号的第二统计参数；
根据所述第二阻抗信号对应的第i个频点阻抗信号、所述基准信号对应的第i个频点阻抗信号、所述第一统计参数以及所述第二统计参数，确定第一误差值。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述基准信号、所述水平补偿信号集以及频点数量，确定温度偏差系数，具体包括：
根据所述基准信号以及所述水平补偿信号集，确定最终水平补偿信号集；
根据所述基准信号、第一最终水平补偿阻抗信号以及频点数量，确定温度偏差系数，所述第一最终水平补偿阻抗信号为所述最终水平补偿信号集中的任一个。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据以下公式确定所述温度补偿评估指标：
其中，EI为所述温度补偿评估指标，α 1第一权重，α 2为第二权重，MRE为第一指标用于确定温度补偿的幅值精度；CCD为第二指标，用于确定温度补偿的形状精度；
其中，MRE为第一指标，用于确定温度补偿的幅值精度；Si 1为温度补偿后阻抗信号的第i个频率点；Si 0为基准阻抗信号的第i个频率点；m为频点个数；
其中，CCD为第二指标，用于确定温度补偿的形状精度；Si 1为温度补偿后阻抗信号的第i个频率点；为温度补偿后阻抗信号的平均值；σ 1为温度补偿后阻抗信号的标准差；Si 0为基准阻抗信号的第i个频率点；为基准阻抗信号的平均值；σ 0为基准阻抗信号的标准差。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述温度偏差系数和所述温度补偿评估指标进行优化，得到最优温度偏差系数和最优温度补偿指标，具体包括：
将预设矩阵以行为基准，划分为多个分组数据，所述预设矩阵的列数由所述温度偏差系数的数据精度确定，前n列分别为所述温度偏差系数的小数点后的数值，第n+1列的数值与对应行的前n个数形成的温度偏差系数对应的温度补偿评估指标；
确定第一分组数据中的最优参数，所述第一分组数据为多个分组数据中的任一个；
根据预设参数对所述预设矩阵进行更新，得到第一矩阵；
根据每一个分组数据对应的最优参数对所述预设矩阵的前n列数值进行更新，得到第二矩阵；
根据所述第一矩阵的第n+1列的数值、所述第二矩阵的第n+1列数值，确定第三矩阵中第n+1列的数值；
根据所述第三矩阵中第n+1列的数值、所述第一矩阵的前n列的数值、所述第二矩阵的前n列数值，确定所述第三矩阵中前n列的数值；
根据所述第三矩阵中第n+1列的数值和所述第三矩阵中前n列的数值，确定第三矩阵；
确定所述第三矩阵中每一个分组数据对应的第二最优参数集；
在所述第二最优参数集中，筛选全局最优参数；
根据所述全局最优参数，对所述第三矩阵进行更新，得到第四矩阵；
当满足终止条件时，确定所述第四矩阵中对应的全局最优参数为所述温度补偿评估指标和所述最优温度偏差系数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当不满足终止条件时，打乱所述第四矩阵继续优化，直至满足终止条件。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一矩阵根据以下公式得到：
；
其中，为预设参数；T为第一矩阵；i=1，2，…，m；j=1，2，…，n；m为矩阵行数；n为矩阵列数；表示预设矩阵中第一分组数据中的最优参数；表示预设矩阵；表示第一矩阵；r表示0至1范围内的随机数。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第四矩阵通过以下公式得到：
其中，为第三矩阵中第i行第j列的参数；为第四矩阵中第i行第j列的参数；i=1，2，…，m；j=1，2，…，n；，k为同一分组中的任意一行；表示预设矩阵中第一分组数据中的最优参数；为全局最优参数。
10.一种压电阻抗温度补偿高精度自动优化装置，其特征在于，所述装置包括：
采集信号模块，用于采集待测对象的基准信号，以及所述待测对象在多个温度变化后对应的阻抗信号集以及温度变化信息集，所述阻抗信号集与所述温度变化信息集一一对应；
确定水平补偿模块，用于根据所述基准信号、所述温度变化信息集以及所述阻抗信号集对应的频率偏移量，确定水平补偿信号集；
确定温度系数模块，用于根据所述基准信号、所述水平补偿信号集以及频点数量，确定温度偏差系数，所述阻抗信号集和所述基准信号均包括m个频点；
确定竖直补偿模块，用于根据所述温度偏差系数、所述基准信号、第一阻抗信号，确定竖直补偿信号，所述第一阻抗信号为所述阻抗信号集中的任一个；
确定温度评估指标模块，用于根据所述竖直补偿信号和所述基准信号，确定温度补偿评估指标；
优化模块，用于对所述温度偏差系数和所述温度补偿评估指标进行优化，得到最优温度偏差系数和最优温度补偿指标，所述最优温度补偿指标用于对所述竖直补偿信号进行评估，所述最优温度偏差系数用于确定所述竖直补偿信号。
11.一种计算机设备，其特征在于，包括：
存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1至9中任一项所述的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至9中任一项所述的压电阻抗温度补偿高精度自动优化方法。
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