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1、声学缺陷检测中关键技术的研究ResearchonKeyTechnologyofAcousticDefectDetection工程领域：电子与通信工程作者姓名：唐伟指导教师：张涛副教授企业导师：邵敏天津大学国际工程师学院二零一七年十一月摘要近年来，随着航空、建筑、装饰等工业的发展，对一些易碎材质以及结构精细、受力复杂的零件和工艺品的生产提出了更高的要求。在应用和售卖前，剔除掉有缺陷的产品，不仅可以保证产品的质量，而且可以降低生产成本。所以对产品进行缺陷检测具有非常重要的意义。声学缺陷检测作为无损检测中的一种，在工业生产中具有广泛的应用。本文以实现
2、玻璃酒瓶缺陷的自动检测为例，完成了如下工作：（1）声学缺陷检测的原理分析。从振动声学的基本理论出发，对缺陷引起的声学信号变化进行了详细地分析，为声学缺陷检测提供了理论依据。（2）针对传统声学检测模型中特征提取步骤的盲目性和低效性，采用特征提取和特征选择的方法来高效地提取有用特征，并提出了改进的声学缺陷检测模型。（3）总结了声学缺陷检测中常用的特征，并引入Hilbert-Huang变换分析信号，提出了一种基于改进的Hilbert-Huang变换的声学特征提取方法。（4）为了快速地去除无关和冗余特征，采用信息论中的互信息量作为标准，提出了一种基于改
3、进混洗蛙跳算法的特征选择方法。（5）首先基于MATLAB进行了算法的仿真，然后，设计并且实现了基于DSP芯片TMS320VC5416的硬件检测设备，并在实际的生产环境中进行了实验。实验结果表明，本论文实现的声学缺陷检测系统可以快速准确地检测出缺陷样本，具有准确率高、成本低、操作简单等优点，可以应用在工业生产中。关键词：声学缺陷检测，Hilbert-Huang变换，群体智能，特征选择IABSTRACTInrecentyears,withthedevelopmentofaviation,construction,decorationandother
4、industries,therequirementsoffragilematerialsorcomplexstructurecomponentarebecominghigherandhigher.Removingthedefectiveproductsbeforeapplyingandselling,cannotonlyguaranteethequality,butalsoreducethecosts.Soithasanimportantsignificancetodetectthedefectedproducts.Asanon-destruc
5、tivetestingmethod,acousticdefectdetectionhasawiderangeofapplicationsintheindustry.Thispaper,takestheautomaticdetectionofglassbottleforexample,completesthefollowingworks:(1)Principleofacousticdefectdetectionisanalyzed.Basedonthetheoryofvibrationacoustics,thesignalchangescause
6、dbydefectsareanalyzedindetail,whichprovidesatheoreticalbasisofacousticdefectdetection.(2)Aimingattheblindnessandinefficiencyofthetraditionaldetectionmodel,anewacousticdetectionmodelisproposed,whichcaneffectivelyselectthemostusefulfeaturesthroughalargenumberofextractedfeature
7、s.(3)Thecommonlyusedfeaturesaresummarized,andtheHilbert-Huangtransformisintroducedtoanalyzetheacousticsignal.AnimprovedacousticextractionmethodbasedonimprovedHilbert-Huangtransformisproposed.(4)Inordertoremovetheirrelevantandredundantfeatures,usingthemutualinformationascrite
8、rion,anewfeatureselectionmethodbasedonimprovedshuffledfrogleapingalgorithmi
