[發明專利]基于電弧混沌特性優化算法的焊接材料工藝性評價方法

有效

• 申請號: 201410224863.7
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN104002019B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 李志勇;張軍強;薛春霞;馮立;丁森;張英喬
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B23K9/095
• 分類號: B23K9/095;B23K9/23
• 代理公司: 太原華弈知識產權代理事務所 14108
• 代理人: 李毅

1.一種基于電弧混沌特性優化算法的焊接材料工藝性評價方法，其特征在于，構建一個焊接材料工藝性評價平臺，并創建一個焊接材料工藝性評價方法，將采集得到的電壓、電流信號通過霍爾傳感器傳輸到采集軟硬件系統，轉化成數字信號后，通過混沌特性李雅普諾夫指數改進優化算法，計算相應的最大李雅普諾夫指數作為評價指標，進行焊接材料工藝性評價，步驟為：

（1）設定焊接參數，焊機進行焊接；

其中所述的焊接參數，短路過渡形態：18V、60-90A；細滴過渡形態：28V、110-170A；噴射過渡：32V、190-270A，焊接過程選定氣體純度為99%CO₂或者Ar，焊接試件材質為A3鋼；

（2）采集焊機焊接過程中的電壓和電流信號，并將電壓和電流信號通過霍爾傳感器，傳輸到采集軟硬件系統，轉化成數字信號后，存貯到計算機中；

所述的電壓和電流信號的采集時間10S、采樣頻率10KHZ；

（3）將采集到的電壓、或電流信號進行歸一化取樣，每次評價取樣的數據量為六千，使得采樣數據滿足混沌計算的要求；

（4）將取樣后的數據作為數據源，計算相應的最大李雅普諾夫指數作為評價指標，其中計算方法和步驟如下：

相空間重構：將取樣的數據作為一個數列，表示為 ，然后按照一定時間延遲，從開始，構造第一個演化相點，由式（1）所示：

（1）

依次構造其余相點，形成嵌入維歐氏空間，由式（2）所示，

（2）

其中，時間延遲和嵌入維數利用平均位移法來匹配實現，具體計算過程為：首先給出初始化數值m=1，τ=1，在此嵌入維數（m=1）下，計算出平均位移隨τ變化的斜率，將其與初始斜率比較，然后逐步增加m和τ值進行迭代，直到其值小于初始斜率的40%時，迭代結束，則選此時的τ和m為最佳參數，再利用混沌特征指數無標度區間計算兩者的最佳取值，作為相空間重構的參數；

最大Lyapunov指數計算：由式（3）獲得，

（3）

其中由式（2）計算獲得，從初始點開始，追蹤最近鄰的兩個相點隨著時間推移的演化距離的變化情況，設初始點為Y(t₀)，其與最近鄰點Y₀(t₀)的距離為L₀，預先給的閥值，追蹤這兩點的時間演化，直到時刻，繼續上述過程，直至到達時間序列的終點，這時追蹤演化過程總的迭代次數即為；

多條件判識法確定無標度區間：將相關系數和曲率判據聯合使用來確定無標度區間，具體為：以焊接信號的關聯積分曲線為基礎，將區間內各點在誤差范圍內曲率為0作為確定參考區間的條件，以相關系數最大為精確判定區間位置條件，來選取無標度區間；

（5）針對短路過渡、滴狀過渡、噴射過渡的過渡形式，計算得到Lyapunov指數，用于評價不同的過渡形態下焊接材料工藝性；

所述的短路過渡的量化范圍為0-1.2，滴狀過渡的量化范圍為0-0.9，噴射過渡的量化范圍為0-0.5。