基于數(shù)據(jù)融合的激光焊接實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、激光焊接過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測對(duì)保證焊接質(zhì)量具有重大意義。多傳感器系統(tǒng)的引入，可以有效克服激光焊接過程的復(fù)雜性給焊接過程實(shí)時(shí)監(jiān)測所帶來的檢測對(duì)象多、信息容量大等困難，是目前國內(nèi)外專家學(xué)者的研究方向之一。本課題根據(jù)激光焊接過程的特點(diǎn)將多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)應(yīng)用于激光焊接過程實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的研究中，并且以虛擬檢測系統(tǒng)的方式采用軟件化的方法實(shí)現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)中特征信號(hào)的提取和融合。 本文首先說明了激光焊接過程監(jiān)測中檢測對(duì)象的特點(diǎn)，并以此為依據(jù)選擇了紫藍(lán)

2、光傳感器、紅外傳感器以及聲波傳感器來采集與焊接過程密切相關(guān)的特征信號(hào)。通過對(duì)這幾種傳感器信號(hào)調(diào)理電路的優(yōu)化，設(shè)計(jì)了一套適應(yīng)性好、易于擴(kuò)充的通用多傳感器系統(tǒng)硬件平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上提出了適合本系統(tǒng)的帶有參數(shù)反饋機(jī)制的多傳感器數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。傳感器系統(tǒng)采集到的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過硬件平臺(tái)的處理被采集到計(jì)算機(jī)中，通過濾波器陣列算法對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，將研究對(duì)象從數(shù)據(jù)空間映射到特征空間中，這樣就將數(shù)據(jù)融合問題轉(zhuǎn)換為模式識(shí)別中的數(shù)據(jù)分類問題。文中使用神

3、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)這些信號(hào)特征進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，較好地完成了系統(tǒng)預(yù)先設(shè)計(jì)的功能。為了進(jìn)一步解決實(shí)際應(yīng)用中可能遇到的樣本集合偏小的問題，引入了支持向量機(jī)（SVM）這種比較新穎的基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論的機(jī)器學(xué)習(xí)方法。最后通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析對(duì)比了支持向量機(jī)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在小樣本的學(xué)習(xí)問題上的性能。 本課題設(shè)計(jì)的激光焊接實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)已成功地應(yīng)用于某重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的激光焊接設(shè)備上。經(jīng)過實(shí)際的焊接試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果僅選取單個(gè)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行焊接過程缺陷識(shí)別，則激光焊接監(jiān)測