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对于向量基于HHT刀具磨损状态监测技术学年

收藏本文 2024-01-09 点赞:5448 浏览:15357 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:探讨刀具磨损状态监测技术不仅可以实时的监测刀具状态,延长刀具寿命,而且可以降低成本,提升工件加工质量等。在自动化生产系统中,能够很好地保证工作人员的安全。由此可见,该探讨具有很高的实用性价值。刀具磨损状态监测技术主要包括三个步骤,即监测信号的选取、信息处理技术、刀具磨损状态诊断与识别。在机械加工历程中,由于声发射信号与刀具磨损状态相关性高,而且声发射传感器易于操作,故本论文选取声发射信号作为监测信号。信息处理技术是运用HHT(Hilbert-Huang Tranorm)浅析技术并结合最佳小波包滤波预处理进行的。由于采集的信号往往会有部分干扰,所以不能直接用于刀具磨损状态识别,须先进行滤波,本论文讨论了最佳小波包滤波、stein无偏似然估计滤波和HHT滤波三种滤波策略,综合比较后发现最佳小波包滤波适合作为信号浅析的预处理器。HHT策略是一种自适应信号处理策略,能将信号的各种频率成分以IMF (Intrinsic ModeFunction)的形式以时间曲线中分离出来,但HHT是一种新策略,有着需改善的地方,本论文针对EMD(empirical mode decomposition)的端点效应、停止准则和虚检测分量作了改善处理。在三种刀具磨损状态下,提取多组IMF分量归一化能量和EMD能量熵作为特点值,实验验证发现:IMF分量的归一化能量随着刀具磨损程度的加深,高频分量逐渐增加,低频分量逐渐较少;而EMD能量熵是随着磨损程度的加深,数值逐渐较小。因支持向量机在小样本、非线性的情况下具有较好的泛化能力,故本论文将支持向量机作为刀具磨损状态的分类器,并将提取的特点值作为其训练样本和测试样本,由于特点值无法线性分开,故需利用非线性支持向量机进行识别,选取最小二乘支持向量机对刀具磨损状态进行识别,结果表明:最小二乘支持向量机可有效地识别出刀具磨损状态。关键词:刀具磨损状态论文声发射信号论文HHT论文滤波论文支持向量机论文

    摘要6-7

    Abstract7-13

    第1章 绪论13-20

    1.1 探讨刀具磨损状态监测技术的目的13-14

    1.2 刀具磨损状态监测技术14-16

    1.2.1 监测信号的选取14

    1.2.2 信息处理技术的探讨14-16

    1.2.3 刀具磨损状态诊断与识别16

    1.3 声发射技术16-18

    1.3.1 声发射技术的进展经历16-17

    1.3.2 声发射现象17-18

    1.3.3 声发射信号的特性浅析18

    1.4 本论文的主要探讨内容18-19

    1.5 本章小结19-20

    第2章 刀具磨损原理与刀具磨损监测系统20-32

    2.1 刀具磨损20-27

    2.1.1 刀具磨损形态20-22

    2.1.2 刀具磨损的理由22-25

    2.1.3 刀具磨损历程及磨钝标准25-27

    2.2 刀具磨损监测系统27-31

    2.2.1 监测系统框架27

    2.2.2 监测系统的硬件设计27-30

    2.2.3 监测系统的软件设计30-31

    2.3 本章小结31-32

    第3章 滤波预处理的 HHT 浅析32-47

    3.1 HHT 概述32-34

    3.2 滤波技术34-35

    3.3 最佳小波包滤波预处理的 HHT 浅析35-40

    3.3.1 小波包分解与重构35

    3.3.2 最佳小波包分解35-36

    3.3.3 最佳小波包滤波的实现36-37

    3.3.4 最佳小波包滤波的实验浅析37-40

    3.4 STEIN 无偏似然估计滤波预处理的 HHT 浅析40-42

    3.4.1 SURE 原理介绍40-41

    3.4.2 Stein 无偏似然估计滤波的实验浅析41-42

    3.5 HHT 滤波42-45

    3.5.1 HHT 滤波原理42-43

    3.5.2 HHT 滤波的实验浅析43-45

    3.6 本章小结45-47

    第4章 HHT 改善及声发射信号特点提取47-62

    4.1 停止准则改善48

    4.2 端点效应改善48-53

    4.2.1 端点效应浅析48-49

    4.2.2 解决端点效应的常用策略49-51

    4.2.3 Rilpng 对称延拓51-53

    4.3 虚检测分量剔除53

    4.4 HHT 改善的仿真浅析53-55

    4.5 声发射信号的特点提取55-61

    4.5.1 提取 IMF 分量的归一化能量作为特点值58-60

    4.5.2 提取 EMD 能量熵作为特点值60-61

    4.6 本章小结61-62

    第5章 刀具磨损状态的识别62-72

    5.1 支持向量机的基本概述62-66

    5.1.1 VC 维论述62-63

    5.1.2 结构风险最小化63-66

    5.2 支持向量机原理66-68

    5.2.1 支持向量机基本算法66

    5.2.2 支持向量机的分类66-68

    5.3 最小二乘支持向量机68-71

    5.3.1 最小二乘支持向量机概述68-69

    5.3.2 LS-SVM 的分类算法69-70

    5.3.3 刀具磨损状态识别的实验浅析70-71

    5.4 本章小结71-72

    结论72-74

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