雙樹(shù)復(fù)小波表面分析模型及加工過(guò)程形貌辨識(shí)方法研究.pdf

1、機(jī)械制造業(yè)中90﹪的工件失效源于表面問(wèn)題，對(duì)工程表面形貌的準(zhǔn)確分析和評(píng)定是提高機(jī)加工產(chǎn)品質(zhì)量的重要保證。將表面計(jì)量方法與加工過(guò)程相關(guān)聯(lián)則是當(dāng)前表面計(jì)量領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。這種聯(lián)系建立的前提是：對(duì)表面各種特征的準(zhǔn)確提??；對(duì)特征的有效分析方法，即建立起特征變化與加工過(guò)程條件變化之間的聯(lián)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，從幅度和相位傳輸特性的角度分析了不同小波基對(duì)工程表面分析評(píng)定的影響。指出基于提升格式算法的雙正交

2、小波由于具有線性相位、好的幅度傳輸特性以及較高的運(yùn)算效率，從而是當(dāng)前用于表面計(jì)量的最優(yōu)小波濾波器之一。 為了解決基于實(shí)小波變換的第一、二代小波模型的平移敏感性和方向性差的缺點(diǎn)，本文將雙樹(shù)復(fù)小波變換引入到表面計(jì)量領(lǐng)域中，建立了工程表面分析的雙樹(shù)復(fù)小波模型。由于雙樹(shù)復(fù)小波變換具有近似的平移不變性以及改進(jìn)的方向選擇性等優(yōu)點(diǎn)，從而成功地解決了實(shí)小波模型用于提取表面功能特征（如峰、坑、脊、谷等）時(shí)所存在的沿特征邊緣的信號(hào)畸變問(wèn)題。對(duì)復(fù)小波

3、濾波器的表面計(jì)量特性進(jìn)行了分析，結(jié)果表明其具有線性相位和近似理想的幅頻傳輸特性，對(duì)于表面粗糙度等頻率成分具有很好的分辨特性。計(jì)算機(jī)模擬與實(shí)際二維三維數(shù)據(jù)處理的結(jié)果驗(yàn)證了其特性。 本文提出了基于雙樹(shù)復(fù)小波變換的測(cè)量信號(hào)軟閾值降噪方法。假定各層小波變換系數(shù)服從雙指數(shù)分布、噪聲服從高斯分布，采用最大后驗(yàn)估計(jì)方法推導(dǎo)了閾值計(jì)算方法，給出了該降噪方法的算法流程，模擬及實(shí)際數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，驗(yàn)證了該方法的有效性。提出了復(fù)有限脊小波變換方法，通

4、過(guò)對(duì)信號(hào)在有限Radon變換上的投影進(jìn)行雙樹(shù)復(fù)小波變換，將線奇異性轉(zhuǎn)換為點(diǎn)奇異性，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)線特征的多尺度平移不變提取。 本文提出了基于表面計(jì)量的加工過(guò)程狀態(tài)辨識(shí)方法。分析了表面空間參數(shù)、空間自相關(guān)譜、空間功率譜、角譜和半徑譜的物理意義，以及與加工過(guò)程的條件變化之間的關(guān)系。對(duì)銑削加工過(guò)程中顫振和刀具磨損時(shí)表面形貌變化的研究表明：已加工表面的空間譜，尤其是空間自相關(guān)譜的模式能夠反映銑削加工過(guò)程的顫振發(fā)生及其發(fā)展；表面空間參數(shù)和空