基于电弧声共稀疏表示的MAG焊熔透状态的识别

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1、分类号：密级：ＵＤＣ：学号：４１６１１４４１５０４９南昌大学专业学位硕士研究生学位论文基于电弧声共稀疏表示的ＭＡＧ焊熔透状态的识别ＰｅｎｅｔｒａｔｉｏｎＳｔａｔｅｓＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｏｆＭＡＧＷｅｌｄｉｎｇＢａｓｅｄｏｎｔｈｅ－ｓａｒｓｅＣｏｐＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＡｒｃＳｏｕｎｄ郭鹏培养单位（院、系）：信息工程学院电子信息工程系指导教师姓名、职称：张烨教授指导教师姓名．、职称：黄兴隆高级工程师专业学位种类：工程硕士专业领域名称：

2、电子与通信工程论文答辩日期：２０１８年６月３日答辩委员会主席：评阅人：２０１８年＾月曰＾摘要摘要焊缝质量的监控一直以来是焊接工程中的主要研究课题。通常，电弧声信号中包含了焊接熔透状态等信息，有经验的电焊工通过耳听就可以大致判断出焊缝的质量，如焊缝的熔透状态等。利用电弧声信号实现熔透状态的判别，对焊缝质量的在线监控具有重要的意义。本文主要利用熔化极活性气体保护焊(MAG)过程中产生的电弧声信号，通过分析不同熔透状态下电弧声信号的频谱，修正梅尔滤波器组的各个中心频率，提取出电弧声信号的梅尔频率倒谱特征(

3、MelFrequencyCepstrumCoefficient,MFCC)；采用共稀疏表示模型(Co-sparseModel)，对提取的电弧声信号MFCC特征进行共稀疏判决表示，构建熔透状态的判别模型，实现不同熔透状态的识别。本文主要包括以下工作：1.利用短时傅里叶变换(ShortTimeFourierTransform,STFT)对不同熔透状态的电弧声信号进行频谱分析，提出一种修正的梅尔频率倒谱电弧声特征参数的提取算法。该算法将电弧声信号进行分频处理，通过修正不同频率范围内的梅尔滤波器的中心频率，采用梅尔滤波器来提取

4、电弧声信号的特征参数。2.基于电弧声信号共稀疏表示的MAG焊熔透状态的识别算法。利用共稀疏表示模型，采用学习方法，对提取的电弧声信号的特征参数实现共稀疏表示，建立熔透状态的判别模型，实现对MAG焊不同熔透状态的识别。关键词：熔透状态；电弧声信号；特征参数提取；共稀疏表示；判决模型IAbstractABSTRACTThemonitoringofweldqualityisamajorresearchtopicintheweldingengineering.Usually,thearcsoundcontainstheinfo

5、rmationaboutthepenetrationstates.Anexperiencedweldercanroughlyjudgetheweldqualitybythearcsound.Itisimportanttorecognizethepenetrationstatesfortheon-linemonitoringoftheweldqualityusingthearcsoundsignals.Analyzingthefrequencyspectrumofthearcsoundsignalsacquireddur

6、ingtheMetalActiveGas(MAG)weldingprocess,themodifyingMelfilterbankisusedforextractingtheMelFrequencyCepstrumCoefficient(MFCC)featuresofthearcsound.Then,theco-sparserepresentationoftheMFCCfeaturecanbeemployedtobuildadiscriminativemodelandrecognizethedifferentpenet

7、rationstates.Theworkofthisthesiscanbesummarizedasbelow:1.ByusingtheshorttimeFouriertransform(STFT)toanalyzethefrequencyspectrumofthearcsoundsignal,amodifiedMelfilterbankisproposedtoextracttheMFCCfeaturesofthearcsoundsignal,whereeachcenterfrequencyoftheMelfilters

8、indifferentfrequencyrangesismodifiedtoextractthefeatureofthearcsoundsignal.2.Basedontheco-sparserepresentationmodel,anovelalgorithmisproposedforrecognizingthepenetrat