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熔石英表面损伤修复是延长元件生命周期,提高惯性约束核聚变装置负载能力的重要举措。损伤修复流程主要实现对已损伤元件的检测、修复、评价,最终获得近理想元件。本文针对现有的损伤修复流程存在的问题:基准标识不统一问题、损伤人工评定效率低的问题及系统信息交互性差的问题,旨在提出相应的解决措施并通过开发数据分析软件具体实现,以便提高系统效率,实现信息交互。本文主要研究工作如下: 熔石英表面损伤修复流程由损伤检测系统、损伤修复系统、显微观测系统、应力测量系统和调制测量系统五个子系统组成,各子系统物理上分布并不集中,相互独立,信息交互困难。通过对流程内各子系统的工作原理、工作流程及数据变化的详细分析,绘制损伤修复流程的数据流程图(DFD)并构建子系统间连接的整体网络框架,以便实现信息交互。 针对损伤定位基准不统一的问题,提出为熔石英元件设计统一的圆形基准标识,通过图像处理识别标识中心,建立损伤点与标识中心的坐标关联,实现以基准标识为坐标原点的损伤定位方案。为了准确识别标识中心,对预处理后的标识区域采用质心法粗定位标识中心,然后利用粗定位中心及先验半径约束Canny算子边缘获得近理想边缘,采用最小二乘法拟合近理想边缘获得理想边缘,最终计算得出了圆形标识精定位中心。实验表明该算法中心定位精度及稳定性能够满足系统定位需求。 针对人工评定损伤效率低的问题,采用基于CART分类树模型的随机森林(RF)集成分类机器学习算法,实现了对熔石英表面损伤图像中损伤点的自动分类。该算法首先采用旋转卡壳法寻找损伤点的最小面积外接矩形,提取损伤点的形状信息及灰度信息,构建损伤特征样本集。其次,以Bagging集成学习框架为基础,CART分类树为弱分类器,Bagging系列RF算法为强分类器,组成基于CART分类树的RF集成分类模型。最后将损伤特征样本集输入该模型进行分类训练,确定最优参数。实验表明,该模型的分类性能提高了系统的运行效率。 在前文研究的基础上开发了损伤修复流程数据分析软件,该软件包含了信息交互、标识中心定位及损伤评定分类功能,并通过综合实验验证该软件分析得出的标识定位、损伤定位及损伤评定的精度。