基于电弧声响度与MFCC特征的MIG焊焊接状态检测与识别

发布时间：2023-03-06 20:16

　　电弧声信号来源于熔池振荡及电弧能量的变化,其中蕴藏着丰富的焊接状态信息,是焊接过程质量监控重要的潜在源信号。在工程实际中,有经验的焊工可以根据听到的电弧声音所反馈的信息对焊接状态或焊缝熔透作出正确的判断。生活经验和大量的实验测试也表明,人耳听觉系统在听音辨物方面展现出卓越的性能。为此,本文以MIG焊电弧声为研究对象,针对不同熔滴过渡状态及不同焊接线能量所产生的电弧声,研究了其响度特征与MFCC特征并建立分类模型,实现了熔滴过渡状态和不同焊接线能量的识别,为MIG焊焊接状态和焊缝质量的实时检测提供一种新思路、新方法。为了采集有效MIG焊电弧声信号,利用相关实验装置及软硬件系统,搭建了一套MIG焊自动焊接平台和电弧声信号采集系统,可实现焊接过程的自动控制、焊接参数的调节及电弧声信号的自动采集功能。模仿听觉外周系统对声信号的处理过程,分析了电弧声听觉响度特征和MFCC特征。电弧声响度特征直观表达了电弧声信号能量随时间变化的规律,也间接反映了焊接过程的稳定性;MFCC特征反映了电弧声声道信息。研究了不同熔滴过渡状态下的电弧声时频域特征和响度特征。结果表明,在时频域,短路过渡电弧声与其余两种过渡...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
    1.2 电弧声信号的研究现状
    1.3 基于人耳听觉特征的声目标识别研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第二章 MIG焊电弧声信号采集系统
    2.1 基本焊接系统
    2.2 自动焊接系统
    2.3 信号采集系统
        2.3.1 传声器模块
        2.3.2 数据采集模块
    2.4 本章小结
第三章 电弧声响度与MFCC特征的计算与分析
    3.1 引言
    3.2 听觉外周系统概述
        3.2.1 外耳
        3.2.2 中耳
        3.2.3 内耳
    3.3 电弧声响度计算与特征
        3.3.1 电弧声响度计算过程
        3.3.2 电弧声响度特征分析
    3.4 MFCC特征及计算过程
        3.4.1 Mel滤波器组的计算
        3.4.2 电弧声MFCC特征参数提取
    3.5 本章小结
第四章 基于电弧声响度特征的熔滴过渡状态检测与识别
    4.1 引言
    4.2 熔滴过渡主要形式及其特点
        4.2.1 短路过渡
        4.2.2 滴状过渡
        4.2.3 射流过渡
    4.3 不同熔滴过渡状态的电弧声特征
        4.3.1 时域特征
        4.3.2 频域特征
        4.3.3 响度特征
    4.4 基于响度特征的熔滴过渡状态识别
        4.4.1 特征向量构造
        4.4.2 熔滴过渡状态识别
    4.5 本章小结
第五章 基于电弧声MFCC特征的焊接线能量检测与识别
    5.1 引言
    5.2 不同焊接线能量下焊缝形态实验与电弧声分析
        5.2.1 实验参数设计
        5.2.2 焊缝形态分析
        5.2.3 电弧声声谱图分析
    5.3 不同焊接线能量下电弧声MFCC特征
    5.4 基于电弧声MFCC特征的焊接线能量识别
    本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表论文和科研情况
致谢



本文编号：3757312