双树复小波表面分析模型及加工过程形貌辨识方法研究

发布时间：2022-01-06 12:31

　　机械制造业中90%的工件失效源于表面问题,对工程表面形貌的准确分析和评定是提高机加工产品质量的重要保证。将表面计量方法与加工过程相关联则是当前表面计量领域的研究重点。这种联系建立的前提是:对表面各种特征的准确提取; 对特征的有效分析方法,即建立起特征变化与加工过程条件变化之间的联系。本文研究了用于工程表面分析的第一代和第二代小波模型,从幅度和相位传输特性的角度分析了不同小波基对工程表面分析评定的影响。指出基于提升格式算法的双正交小波由于具有线性相位、好的幅度传输特性以及较高的运算效率,从而是当前用于表面计量的最优小波滤波器之一。为了解决基于实小波变换的第一、二代小波模型的平移敏感性和方向性差的缺点,本文将双树复小波变换引入到表面计量领域中,建立了工程表面分析的双树复小波模型。由于双树复小波变换具有近似的平移不变性以及改进的方向选择性等优点,从而成功地解决了实小波模型用于提取表面功能特征（如峰、坑、脊、谷等）时所存在的沿特征边缘的信号畸变问题。对复小波滤波器的表面计量特性进行了分析,结果表明其具有线性相位和近似理想的幅频传输特性,对于表面粗糙度等频率成分具有很好的分辨特性。计算机模拟与实... 

【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】：123 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

Haar小波函数波形

Haar 小波由 Haar 函数衍生而得，它是支撑域在[0,1]范围内的单个矩形波。即： ≤<+≤<=1,0.511,00.5()xxψxHaar 小波的主要优点是计算简单以及正交性很好，并且具有线性相位特性，滤波结果无畸变。但由于它在时域上是不连续的，因此作为基本小波性能并不是很好，尤其是在分析表面连续信号时，会导致分析结果的不连续。图 2-2 所示为其尺度函数和小波函数。图 2-3 所示为 Haar 小波的幅频特性，可以看出 Haar 小波在通带内的信号有较大衰减，而在止带内的信号仍然有很大的通过率，其传输特性较差。因此 Haar 小波对于表面不同频率成分的粗糙度、波度以及形状误差的分离较差。而比较适合于监测边缘特征等方面的应用。

图 2-4 db8 小波函数波形 图 2-5 db8 小波幅频特性Coiflets 小波具有近似对称的尺度和小波函数，如图 2-6 所示，因此可以获得近似的线性相位特性。如图 2-7 所示的幅频传输特性曲线，coif5 小波低通滤波的止带和高通滤波的通带内都有较大的振荡，因此其幅度传输特性并不好。图 2-6 coif5 小波函数波形 图 2-7 coif5 小波幅频特性

【参考文献】：
期刊论文
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[3]三维表面测量的发展[J]. 蒋向前,L.Blunt.  工程设计. 2000(04)
[4]表面粗糙度提取的小波频谱法[J]. 陈庆虎,李柱.  机械工程学报. 1999(03)



本文编号：3572458