一種用於辨別拉深件裂紋的模糊識別方法
2023-09-23 00:11:40 1
專利名稱：一種用於辨別拉深件裂紋的模糊識別方法
技術領域：
本發明涉及一種用於識別拉伸件裂紋的方法，應用於冷衝模具的質量檢測與故障 診斷系統，或金屬擠壓成形過程中的狀態識別及質量監測。
背景技術：
拉深件的拉深加工的工作環境極其惡劣，拉深件在成形過程中不僅要承受高接觸 壓力和劇烈的摩擦，而且還要承受循環加載引起的應力、應變和溫度的周期性變化，使製件 產生裂紋，有些微小裂紋肉眼難以察覺，但在生產過程中會產生成批的廢品，因此，識別拉 深件的裂紋狀態具有很重要的工程意義。裂紋的識別最為關鍵的兩個問題是一，要準確提取到裂紋的特徵參數；二、要在 各種不同的聲發射信號中識別出裂紋產生的特殊信號。目前，對於拉深件裂紋特徵參數的 提取，現有技術提供了以下三種方法
(1)根據金屬裂紋及環境噪聲的頻率特性，剔除噪聲及摩擦磨損信號，即對信號進行小 波包分解，再對小波包分解後的不同頻段的數據進行重構，然後採用時間序列的方法對去 噪後的聲發射信號進行時序分析，建立時序模型，選取能量參數組成識別裂紋聲發射信號 所需的特徵向量；
(2)將裂紋聲發射信號的上升時間、聲發射事件計數，能量、持續時間、幅度、平均頻率、 有效值電壓、平均信號電平、迴響頻率、初始化頻率、強度、頻率質心、峰值頻率等13個特徵 參數作為BP神經網絡的訓練樣本，計算各樣本各個參數對裂紋特徵的的靈敏度，最終得出 幾個能表徵裂紋程度最為顯著的特徵參數；
(3)將採集到的拉深件裂紋聲發射原始信號先經過信號預處理，再進行局域波局部能 量特徵提取，最後通過遺傳算法的特徵參數自動重組生成得到有效識別拉深件裂紋聲發射 信號的最佳特徵參數。以上三種方法都可以有效提取到拉深件裂紋聲發射信號的特徵參數，在提取到特 徵參數之後，就是使用這些特徵參數識別出拉深件的裂紋狀態。在進行特徵識別時，事先並 不知道用於特徵識別的特徵參數是服從哪一種概率密度分布，通常是假定其特徵參數是服 從正態分布來進行特徵識別，這樣帶來的缺陷是無法保證判斷結果的精確度。
發明內容
本發明的目的是在有效提取到裂紋特徵參數以後進一步實現對裂紋特徵的識別 而提出的一種模糊識別方法，識別率高、效率高、計算速度快，能很好地區分出正常信號和 裂紋信號。本發明採用的技術方案是先將採集到的原始聲發射信號進行預處理，包括前置 放大、濾波、A/D轉換處理；再對經過預處理的聲發射信號基於局域波時頻域局部能量特徵提取法進行特徵參數的提取，然後經遺傳算法進行自動重組生成得到最佳特徵參數，作為 識別拉深件裂紋的特徵參數；如果最佳特徵參數不服從正態分布，將其轉變成服從正態分 布的概率變量；然後根據概率一致性原理和可能性理論求取可能性分布函數及其可能性， 並求出概率變量的隸屬度函數，最後進行模糊診斷，實現對拉深件正常及裂紋兩種狀態的 識別。本發明的有益效果是
1、本發明對提取的特徵參數先進行判斷是否服從正態分布，如果不服從正態分布先將 其轉變成正態分布變量，消除了傳統方法在進行狀態識別時假定特徵參數服從正態分布所 帶來的不足；
2、本發明基於可能性理論對拉深件裂紋進行模糊識別，可以準確辨別出正常狀態和裂 紋狀態，有效提高了裂紋特徵的識別率，能顯著縮短診斷時間，提高診斷效率，實現了精密 診斷。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明； 圖1是本發明的流程圖。
具體實施例方式如附圖1所示，本發明先將採集到的拉深件裂紋的原始聲發射信號進行信號預處 理，再基於局域波時頻域局部能量特徵提取法和遺傳算法得到拉深件裂紋聲發射信號的特 徵參數，然後將該特徵參數變換成服從正態分布的變量，最後通過基於可能性理論的模糊 識別方法實現對拉深件裂紋的識別，具體步驟如下
一.原始聲發射信號的預處理
將採集到的拉深件裂紋聲發射原始信號先經過信號預處理，信號預處理依次包括前置 放大、濾波、A/D轉換等。二.提取裂紋聲發射信號的特徵參數
本發明的該步驟採用的是現有技術，基於局域波時頻域局部能量特徵提取法，用局 域波時頻域局部能量特徵提取法得到各個局部能量之後，將這些局部能量作為初始特徵參 數基於遺傳算法進行自動重組生成，從而快速地找到可以準確識別出拉深件裂紋特徵的最
佳特徵參數y0。三.將最佳特徵參數y0芟換成服從正態分布的概率變量y0
用最佳特徵參數y0來識別拉深件的裂紋狀態時，要事先知道最佳特徵參數y0服從怎 樣的概率分布，但多數清況下並不知道其服從怎樣的分布。設已知概率分布函數為Σ，用以 下公式將最佳特徵參數y0變換成服從概率分布函數Σ的概率變量y
權利要求
1. 一種用於辨別拉深件裂紋的模糊識別方法，其特徵是包括如下步驟先將米集到的 原始聲發射信號進行預處理，包括前置放大、濾波、A/D轉換處理；再對經過預處理的聲發 射信號基於局域波時頻域局部能量特徵提取法進行特徵參數的提取，然後經遺傳算法進行 自動重組生成得到最佳特徵參數，作為識別拉深件裂紋的特徵參數；如果最佳特徵參數不 服從正態分布，將其轉變成服從正態分布的概率變量；然後根據概率一致性原理和可能性 理論求取可能性分布函數及其可能性，並求出概率變量的隸屬度函數，最後進行模糊診斷， 實現對拉深件正常及裂紋兩種狀態的識別。
2.根據權利要求1所述一種用於辨別拉深件裂紋的模糊識別方法，其特徵是用公式
全文摘要
本發明公開一種用於辨別拉深件裂紋的模糊識別方法，先將採集到的原始聲發射信號進行預處理，再對經過預處理的聲發射信號基於局域波時頻域局部能量特徵提取法進行特徵參數的提取，然後經遺傳算法進行自動重組生成得到最佳特徵參數作為識別拉深件裂紋的特徵參數；如果最佳特徵參數不服從正態分布，將其轉變成服從正態分布的概率變量；然後根據概率一致性原理和可能性理論求取可能性分布函數及其可能性，並求出概率變量的隸屬度函數，最後進行模糊診斷；消除了傳統方法在進行狀態識別時假定特徵參數服從正態分布所帶來的不足，可準確辨別出正常狀態和裂紋狀態，有效提高了裂紋特徵的識別率，顯著縮短診斷時間，實現精密診斷。
文檔編號G06K9/62GK101996316SQ201010519589
公開日2011年3月30日 申請日期2010年10月26日 優先權日2010年10月26日
發明者何鑫, 胥愛成, 陳強, 駱志高 申請人:江蘇大學