基于切削声信号与优化SVM的刀具磨损状态监测

发布时间：2018-09-10 06:00

【摘要】：提出了一种利用切削声实现刀具磨损状态多特征监测的方法。根据经验模态分解与Hilbert变换理论,提取切削声信号的内禀模态能量与不同频段的Hilbert谱能量作为监测信号的备选特征。采用支持向量机作为分类器,针对备选特征的有效筛选问题,利用多种群遗传算法对分类器的输入特征进行了优化,剔除备选特征中的干扰特征,利用多种群遗传算法对分类器的模型参数进行了优化。利用优化后的分类器对测试样本进行分类,并与优化前的分类结果进行了对比。结果表明,优化后分类器的分类性能得到了明显提升,该方法可以对刀具磨损状态进行有效识别。
[Abstract]:In this paper, a method of tool wear monitoring by cutting sound is presented. According to the theory of empirical mode decomposition and Hilbert transform, the intrinsic mode energy of cutting acoustic signal and the Hilbert spectrum energy of different frequency band are extracted as the alternative features of monitoring signal. The support vector machine (SVM) is used as the classifier to optimize the input feature of the classifier by using multi-population genetic algorithm to eliminate the interference feature in the alternative feature, aiming at the problem of effective screening of the alternative feature, and the multi-population genetic algorithm is used to optimize the input feature of the classifier. Multi-population genetic algorithm is used to optimize the model parameters of the classifier. The optimized classifier is used to classify the test samples, and the results are compared with those before the optimization. The results show that the classification performance of the optimized classifier is improved obviously, and the method can effectively identify the tool wear state.
【作者单位】： 东北大学机械工程与自动化学院;沈阳航空航天大学机电工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51275081);国家自然科学基金重点资助项目(51335003) 辽宁省科技创新重大专项基金资助项目(201303004) 沈阳市科技攻关计划资助项目(F13-014-2-00))
【分类号】：TG506;TP274

【参考文献】

相关期刊论文 前5条

1 于德介,程军圣,杨宇;Hilbert-Huang变换在齿轮故障诊断中的应用[J];机械工程学报;2005年06期

2 李辉;郑海起;唐力伟;;瞬时频率估计的齿轮箱升降速信号阶次跟踪[J];振动、测试与诊断;2007年02期

3 吴德会;;一种基于支持向量机的齿轮箱故障诊断方法[J];振动、测试与诊断;2008年04期

4 艾长胜;何光伟;董全成;昃向博;孙选;;铣削声谱LPCC与刀具切削时间的关系[J];振动.测试与诊断;2010年03期

5 刘永斌;何清波;孔凡让;张平;;基于PCA和SVM的内燃机故障诊断[J];振动.测试与诊断;2012年02期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 王新;陈海翔;刘乃安;周建军;;火旋风环境中飞火颗粒的上升行为研究[J];安全与环境学报;2011年06期

2 焦卫东;朱有剑;;基于EMD的轴承故障包络谱分析[J];轴承;2009年01期

3 杨光亮;周莉娟;申重阳;韦进;;连续重力信号的非潮汐信息自动提取[J];大地测量与地球动力学;2011年03期

4 杨通强;郑海起;龚烈航;唐力伟;;计算阶次分析中的采样率设置准则[J];中国工程机械学报;2011年01期

5 李旋;周清锋;戴吾蛟;杨礼平;何伟;;经验模式分解与小波分解在变形分析应用中的对比分析[J];工程勘察;2009年07期

6 宋向荣;李建康;席桂东;;汽车异常振动振源识别的试验研究[J];工程力学;2010年09期

7 许小刚;王松岭;刘锦廉;;基于小波包能量分析及改进支持向量机的风机机械故障诊断[J];动力工程学报;2013年08期

8 陈继刚;张进学;范兵利;冯小磊;;自润滑衬垫试验数据处理方法及信息系统[J];东华大学学报(自然科学版);2013年04期

9 DAI Zhi-Xiu;;New Metrics of the Tropospheric Biennial Oscillation in the East Asian Summer Monsoon and Its Interdecadal Shift[J];Atmospheric and Oceanic Science Letters;2013年06期

10 刘力;毕贵红;祖哲;陈仕龙;;基于掩膜分量的改进HHT方法在电能质量扰动信号定位中的应用[J];电气自动化;2013年05期

相关会议论文 前10条

1 秦毅;秦树人;毛永芳;;正交经验模态分解及其快速实现[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年

2 牛慧峰;姜万录;李刚;;内禀模态特征能量法在柱塞泵故障诊断中的应用[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年

3 张卫;张雪英;孙颖;;基于HHT边际Teager能量谱的语音情感识别[A];第十二届全国人机语音通讯学术会议（NCMMSC'2013）论文集[C];2013年

4 王红军;付瑶;;基于多项式拟合的EMD端点效应处理方法研究[A];创新装备技术 给力地方经济——第三届全国地方机械工程学会学术年会暨海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2013年

5 胡赤兵;楼军伟;王季;李贵子;;基于EMD样本熵的轴承故障信号复杂性度量[A];创新装备技术 给力地方经济——第三届全国地方机械工程学会学术年会暨海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2013年

6 赵家黎;胡赤兵;何小龙;;基于Labview和Matlab混合编程的故障诊断系统研究[A];创新装备技术 给力地方经济——第三届全国地方机械工程学会学术年会暨海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2013年

7 何志文;钱昌松;吴晓露;;基于经验周期模态单元滤波消除地震波中的汽车震动干扰的方法[A];国家安全地球物理丛书（七）——地球物理与核探测[C];2011年

8 葛鑫;刘怀山;张如一;;基于希尔伯特黄变换的瞬时属性提取方法研究[A];国家安全地球物理丛书（八）——遥感地球物理与国家安全[C];2012年

9 卢世坤;李夕海;牛超;陈蛟;;时间序列的非线性非平稳特性研究综述[A];国家安全地球物理丛书（八）——遥感地球物理与国家安全[C];2012年

10 刘哲函;王晓明;刘俊民;王海军;唐恒专;;F检测原理及其在NDC的应用研究[A];国家安全地球物理丛书（九）——防灾减灾与国家安全[C];2013年

相关博士学位论文 前10条

1 刘伟;综放工作面煤矸界面识别理论与方法研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年

2 徐东;球轴承疲劳剩余寿命分析与预测方法研究[D];国防科学技术大学;2011年

3 吴震宇;内燃机故障诊断若干理论与相关技术的研究[D];东北大学;2010年

4 任宜春;基于小波分析的结构参数识别方法研究[D];湖南大学;2007年

5 周桂红;基于多Agent的数控机床远程故障诊断系统研究[D];吉林大学;2008年

6 王学敏;基于Hilbert-Huang变换的桥梁监测信号分析与处理和时变模态参数识别[D];中南大学;2008年

7 李占芳;矿井提升系统振动特性及典型故障诊断研究[D];中国矿业大学;2008年

8 孟宗;轧机传动系统扭振测量模型及实验研究[D];燕山大学;2008年

9 任达千;基于局域均值分解的旋转机械故障特征提取方法及系统研究[D];浙江大学;2008年

10 毛永芳;机械测试中多分量信号特征提取方法的研究[D];重庆大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 张磊涛;HHT在结构健康监测中的应用研究[D];浙江理工大学;2010年

2 刘卫兵;基于局域均值分解的机械故障诊断方法研究[D];郑州大学;2010年

3 张亮;风力发电机组齿轮箱早期故障诊断方法研究[D];大连理工大学;2010年

4 徐海燕;某货车驾驶室悬置系统模态与振动响应的试验研究[D];吉林大学;2011年

5 张小科;风力发电机组振动在线监测及故障诊断[D];华北电力大学（北京）;2011年

6 高欣;基于彩色超声图像的血管内膜中层厚度测量算法的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

7 张进;基于时间—小波能量谱及交叉小波变换的振动信号分析[D];清华大学;2010年

8 卢传奇;基于HHT和模糊C均值聚类的液压泵故障诊断研究[D];燕山大学;2012年

9 徐志翔;基于改进PSO和参数优化的LSSVM的风力发电机齿轮箱故障诊断[D];华东理工大学;2012年

10 皮维;风力发电机齿轮箱故障诊断技术研究[D];湖南大学;2011年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 冯成林,吴淑珍;一种噪声环境下的语音识别方法(线性预测误差法)的研究[J];北京大学学报(自然科学版);2000年05期

2 甄斌,吴玺宏,刘志敏,迟惠生;语音识别和说话人识别中各倒谱分量的相对重要性[J];北京大学学报(自然科学版);2001年03期

3 朱利民,严峻,朱向阳,钟秉林;振动调幅信号广义检波滤波解调法及其在齿轮故障诊断中的应用[J];东南大学学报;1998年02期

4 郭瑜,秦树人,梁玉前;时频分析阶比跟踪技术[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年05期

5 邱英;D-S证据推理在机械故障诊断中的应用[J];华东交通大学学报;2004年02期

6 赵艳丽,刘奇志,白士红;模糊关联方法在齿轮箱故障诊断中的应用[J];沈阳航空工业学院学报;2003年02期

7 郭瑜,秦树人,汤宝平,纪跃波;基于瞬时频率估计的旋转机械阶比跟踪[J];机械工程学报;2003年03期

8 梁玉前,秦树人,郭瑜;旋转机械升降速信号的瞬时频率估计[J];机械工程学报;2003年09期

9 叶明，顾利民;LPC倒谱参数的说话人特征分析[J];南京航空航天大学学报;1994年06期

10 王昆仑;数字语音信号LPC分析中的S_w(n)及其选择[J];新疆师范大学学报(自然科学版);1999年04期

相关硕士学位论文 前1条

1 孟浩东;基于神经网络和灰色理论的传动箱故障诊断研究[D];中北大学;2005年

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 焦江;刘星;陈都;;遗传算法在飞行冲突解脱中的应用分析[J];飞机设计;2012年04期

2 韩万林,张幼蒂;遗传算法的改进[J];中国矿业大学学报;2000年01期

3 耿新青;遗传算法及其应用[J];鞍山钢铁学院学报;2000年06期

4 张慧平,刘洪谦,麻德贤;改进遗传算法在过程系统工程中的求解策略[J];北京化工大学学报(自然科学版);2000年04期

5 张晋,李冬黎,李平;遗传算法编码机制的比较研究[J];中国矿业大学学报;2002年06期

6 刘峰,胡非;用遗传算法优化工业污染源布局[J];城市环境与城市生态;2003年06期

7 曾颖,林金清,李浩然,韩世钧;应用遗传算法估算溶液热力学模型参数[J];计算机与应用化学;2003年Z1期

8 王晶,江弘,杨建军;噪声环境下的遗传算法[J];北京化工大学学报(自然科学版);2004年01期

9 彭晓华,冯永安,郭嗣琮;遗传算法的改进及其在方程组求解中应用[J];辽宁工程技术大学学报;2004年02期

10 张丽丽;马云东;魏令勇;;遗传算法在区域水污染控制系统规划中应用[J];辽宁工程技术大学学报;2005年S2期

相关会议论文 前10条

1 韩娟;;遗传算法概述[A];第三届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2006年

2 庞国仲;王元西;;基于遗传算法控制步长的定性仿真方法[A];'2000系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2000年

3 林家恒;李国锋;田国会;刘长有;;遗传算法在旋转货架拣选优化中的应用[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年

4 史骏;裘聿皇;;遗传算法中基因排列方式对运行的影响[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年

5 韩战钢;;遗传算法及在经济中的应用[A];Optimization Method, Econophysics and Risk Management--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];2001年

6 唐毅;葛运建;王定成;江建举;;遗传算法在运动员技术动作优化中的应用研究[A];2003年中国智能自动化会议论文集（下册）[C];2003年

7 文泾;朱玉文;;用遗传算法进行航线规划[A];全国第16届计算机科学与技术应用（CACIS）学术会议论文集[C];2004年

8 于春梅;黄玉清;杨胜波;;遗传算法在参数辨识中的应用进展[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年

9 王志宏;王斌;;基于遗传算法的非确定性目标优化[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年

10 王晓东;刘全利;金吉凌;王伟;;基于序次优化策略的改进遗传算法[A];第二十三届中国控制会议论文集（下册）[C];2004年

相关重要报纸文章 前2条

1 林京;《神经网络和遗传算法在水科学领域的应用》将面市[N];中国水利报;2002年

2 高雪娟;协同设计的平台策略[N];中国计算机报;2006年

相关博士学位论文 前10条

1 李航;遗传算法求解多模态优化问题的研究[D];天津大学;2007年

2 周辉仁;递阶遗传算法理论及其应用研究[D];天津大学;2008年

3 郝国生;交互式遗传算法中用户的认知规律及其应用[D];中国矿业大学;2009年

4 侯格贤;遗传算法及其在跟踪系统中的应用研究[D];西安电子科技大学;1998年

5 马国田;遗传算法及其在电磁工程中的应用[D];西安电子科技大学;1998年

6 石玉;提高实数遗传算法数值优化效率的研究[D];南京航空航天大学;2002年

7 唐文艳;结构优化中的遗传算法研究和应用[D];大连理工大学;2002年

8 周激流;遗传算法理论及其在水问题中应用的研究[D];四川大学;2000年

9 刘冀成;基于改进遗传算法的生物电磁成像与磁场聚焦应用研究[D];四川大学;2005年

10 明亮;遗传算法的模式理论及收敛理论[D];西安电子科技大学;2006年

相关硕士学位论文 前10条

1 谷克;遗传算法在公路路线智能决策系统中的应用研究[D];长安大学;2008年

2 李艳娇;基于改进遗传算法的刚架结构截面力学特性参数优化的研究[D];吉林大学;2009年

3 任巍;求解极小碰集的遗传算法的研究与改进[D];吉林大学;2009年

4 王赫;混沌遗传算法在模式识别中的应用[D];东北电力大学;2009年

5 于蕾蕾;双种群遗传算法的改进及其应用研究[D];合肥工业大学;2009年

6 王婧;遗传算法及其在聚类分析中的应用[D];华中师范大学;2009年

7 胡文斯;基于遗传算法的车间作业调度问题的研究[D];中国海洋大学;2009年

8 吴明华;基于遗传算法的养护机械生产车间作业调度问题的研究[D];长安大学;2007年

9 尉钰;基于改进遗传算法的桥梁模型动力优化[D];长安大学;2007年

10 王银年;遗传算法的研究与应用[D];江南大学;2009年

，

本文编号：2233573