基于BP神经网络的不同转速下切削声音识别_杨根莲

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1、安徽科技学院学报，2011，25(4):20～24JournalofAnhuiScienceandTechnologyUniversity基于BP神经网络的不同转速下切削声音识别12杨根莲，黎向锋(1．马鞍山职业技术学院，安徽马鞍山243031;2．南京航空航天大学，江苏南京210016)摘要:机械加工发出的声音可用于制造过程智能化监控。加工时参数不同，发出的声音也不相同。对不同转速下切削声音加以识别，可为进一步综合考虑其它切削加工参数和条件下的声音识别打下基础。为识别不同转速下的切削加工声音，设计了一个三层BP神经网络，且先对采集声音进行小波包分解，求出分解后各频率段成分的能量，归一化处理

2、后构成特征向量，再将处理后的信号分为训练样本集和测试样本集，对网络进行训练和测试。测试结果表明该网络具有训练速度快和识别准确率高的特点。关键词:声音;识别;小波包;BP神经网络中图分类号:TH164文献标识码:A文章编号:1673－8772(2011)04－0020－05IdentifyingCuttingSoundsofDifferentSpindleSpeedWithaBPNeuralNetwork12YANGGen－lian，LIXiang－feng(1．MaanshanTechnicalCollege，Maanshan233031，China;2．NanjingUniversityo

3、fAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract:Soundsofmachiningcanbeusedtomonitormachiningprocessintelligently．Theyarenotthesameun-derdifferentcuttingconditions．Thosesoundsofdifferentspindlespeedsarerecognizedfirst．Thisworkcanbefurtherextendedtotheinvestigationofothercontributingconditio

4、ns．Here，AthreelevelBPneuralnetworkisdesignedtoidentifythosesoundsofdifferentspindlespeed．Andthesesoundsignalsaredecomposedbywaveletpacketfirst，theenergiesofeveryfrequencybandarecalculated，theyformintocharactervector．Then，thesoundsdisposedaredividedintotwoparts:trainingsamplesandtestsamples．Theyareu

5、sedtotrainandtesttheBPnetwork．Thetestresultshowsthatthenetworkhastheadvantageoffasttrainingspeedandhighrecognitionratio．Keywords:Sound;Recognition;Waveletpacket;BPneuralnetwork对制造过程进行智能化监控是现代机械制造业发展的方向之一。监控所用信号有声音、振动等。设备运行时发出的声音可作为信号，是因其中包含设备运行状态、加工参数和刀具状况等与机械加工密切相［1］［2］关的信息。切削加工参数和条件不同，加工时发出的声音也不相

6、同。对切削加工时的声音加以识别，可进一步选取最优的加工参数和条件，以获得合格产品。为此，需寻求一种能有效识别切削加工声音的方法。人工神经网络是一种新的信息处理科学，它能模拟人脑并行处理方式，具有惊人的自学习、思维推理、［3］判断和记忆的功能。用人工神经网络识别声音在农业、军事上都有成功的先例，在机械设备的故障诊断中也有应用。人工神经网络的种类较多，在已研究开发的较为典型的人工神经网络中，误差反向传播网收稿日期:2011－03－20基金项目:安徽省高等学校省级质量工程项目(20101307)。作者简介:杨根莲(1971－)，女，安徽省舒城县人，硕士，讲师，主要从事智能加工技术研究。第25卷第4

7、期杨根莲，等基于BP神经网络的不同转速下切削声音识别21［4］络(ErrorBack－PropagationNetwork，简称BP网络)，主要用于模式识别和分类等问题。在实际加工时，考虑到加工性质、工件材料和刀具耐用度等因素，常需变换主轴转速，所以本文先研究用BP神经网络对其它切削加工参数和条件相同而转速不同的切削声音进行识别，这为今后进一步综合考虑其它切削加工参数和条件下的声音识别打下基础。1不同转速下切