基于小波变换和BP神经网络的数控加工进给速度波动识别

发布时间：2020-12-20 07:11

　　在数控加工过程中,不可避免地存在进给速度波动,速度波动会对加工质量产生较大的影响,分析研究速度波动的特点对于提高加工质量有着重要的实际意义。提出一种基于小波变换和BP神经网络的数控加工进给速度波动识别方法,旨在准确定位数控加工进给速度信号存在的波动区域,为后续的速度优化工作奠定基础。结合小波系数自身特点以及小波基函数与原始信号的相关关系,提出三种小波基函数的选择标准,通过设计综合指标融合各自优点同时平衡相互矛盾。引入Pearson系数衡量小波重构信号与原始信号的强、弱相关关系,并作为小波分解层数的选择依据。出于减小运算量的目的,提出基于各频带能谱系数和香农熵的特征提取频带的选择标准以及基于小波系数幅值和位置下标的波动区域划分方法。确定将波动区域的小波系数能量以及区域长度作为表征速度波动的特征参数。建立适用于数控加工速度波动识别的BP神经网络,并基于识别的准确率调整网络参数、优化网络结构。在叶轮加工速度信号的分析实验中,提出特征参数的归一化处理方法以及波动区域边界的处理方法,以改善识别效果。介绍一种针对性强的速度优化方法,完成对波动区域的速度优化,并给出优化前后速度曲线和实际加工效果的对... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

“持续振荡”波动综上所述，需要提出一种通过对数控加工进给速度进行数据分析，能够自动识别

图 1-2 小波变换时-频窗变化关系AA1D1HGA2D2HGA3D3HG图 1-3 Mallat 算法示意图三十年的探索研究，小波分析已经在应用数学和工程科学等领域的地位，其数学体系已经建立并且日趋完善，理论基础更加扎实可越广泛。尽管小波分析凭借其高速的发展，在短时间内取得了许多的科研成果，但是仍然存在许多问题有待进一步解决[14]。在数学，函数空间的刻画，高维小波的构造等问题仍需进一步的深入；在，如何构造和选择最优小波基以及框架的系统方法等问题一直没；另外，如何将小波分析与其他理论（如神经网络、模糊数学等）

式 2-1 给出的子小波，对于给定的能量有限信WT）可表示为：1/2( , ) ( ) ( )fRt ba b a f t dta 波变换系数； f (t )为一个信号或平方可积函数， ( )x ba 的共轭函数。小波分析的基本原理，即根据原始信号的频率分号分解到不同频带上进行分析；同时通过改变平。因而在时域和频域中均具有局部化能力，能够局部特征分析[33]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种心音小波神经网络识别系统[J]. 成谢锋,傅女婷,陈胤,张学军,黄丽亚.  振动与冲击. 2017(03)
[2]基于小波变换和压缩感知的语音信号压缩研究[J]. 高悦,臧明相,郭馥英.  计算机应用研究. 2017(12)
[3]基于故障波形时频特征配网故障识别方法研究[J]. 秦雪,刘亚东,孙鹏,王鹏,江秀臣.  仪器仪表学报. 2017(01)
[4]基于BP神经网络的管道泄漏声信号识别方法研究[J]. 焦敬品,李勇强,吴斌,何存富.  仪器仪表学报. 2016(11)
[5]叶轮制造工艺方案研究[J]. 李伟,林楠,田佳莹.  内燃机与配件. 2016(10)
[6]基于离散小波分解的火工冲击数据有效性分析与校正方法[J]. 王锡雄,秦朝烨,丁继锋,褚福磊.  振动与冲击. 2016(14)
[7]自由曲面数控加工的实时自适应进给速度规划算法[J]. 董靖川,王太勇,丁彦玉,李勃,刘喆.  制造业自动化. 2013(11)
[8]一种基于小波变换和人工神经网络的风速预报方法[J]. 常黎,杨清舟,黄开斌.  太阳能学报. 2013(04)
[9]一种自适应小波消噪方法[J]. 刘文艺,汤宝平,蒋永华.  振动.测试与诊断. 2011(01)
[10]利用非线性流形学习的轴承早期故障特征提取方法[J]. 栗茂林,王孙安,梁霖.  西安交通大学学报. 2010(05)

博士论文
[1]基于小波分析的测量信号处理技术研究[D]. 李翔.哈尔滨工业大学 2009

硕士论文
[1]基于速度波动最小化的NURBS曲线前瞻与插补算法研究[D]. 吕志翔.上海交通大学 2014
[2]基于小波分析与神经网络的轴承故障诊断研究[D]. 张维新.天津大学 2008



本文编号：2927448