[發明專利]一種基于DTW和MDS的錨鏈閃光焊質量在線評估方法

有效

• 申請號: 201811060561.5
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109242023B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 陳赟;李俏;蘇世杰;張建;唐文獻
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06F16/28;G06F16/23;B23K11/36;B23K11/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 梁耀文

本發明公開一種基于DTW和MDS的錨鏈閃光焊質量在線評估方法，1、建立大小為2L*2L的數據庫E1；2、判斷系統是否監測到新的待測信號，判斷為是，則執行步驟3；判斷為否，則焊接停止，系統結束流程；3、采集待測信號；4、對待測信號進行數據預處理；5、分別計算待測信號與選取的2L個歷史數據之間的不相似距離；6、建立大小2L*1的不相似距離矩陣E2；7、合并矩陣E2和E1，組成大小為(2L+1)*(2L+1)的不相似距離矩陣F；8、將不相似距離矩陣F進行降維處理為(2L+1)*P的矩陣G；9、對矩陣G中2L+1個P維數據進行聚類分析；10、判斷待測信號是否聚類為正常信號類，若否，則為故障信號，對故障信號進行處理；若是，則待測信號屬于正常信號，對正常信號進行處理；11、返回步驟1對數據庫E1進行更新；本發明能夠快速有效的識別故障焊接產品，提高生產效率并且確保焊接質量。

技術領域

本發明屬于焊接領域，特別涉及一種基于DTW和MDS的錨鏈閃光焊質量在線評估方法。

背景技術

隨著世界航運的發展，人們對航運的安全提出了更高的要求。而錨鏈作為保證航運安全的重要環節，其質量問題已經引起了越來越多的關注。閃光焊接方法由于熱效率高、焊接質量好、焊接接頭質量穩定等優點是現階段高質量錨鏈市場的主流。

閃光焊過程是一個多參數綜合影響、電氣環境相對惡劣的過程，其焊接過程的高度非線性以及連續閃光過程的隨機性使得對閃光焊過程建立精確的模型非常困難，所以建立閃光焊質量評估系統有一定難度。對現有的專利及文獻進行檢索后研究發現，公告號為CN106271036A的專利公開了“超聲波金屬焊接質量評估方法、裝置和超聲波金屬焊接機”，該發明通過提取實際生產過程中焊接過程信息的特征參數，并將之輸入待焊金屬對應的超聲波焊接質量評估模型并輸出評估值，以實現焊接質量的評估。缺點在于，該方法的焊接質量評估模型通過人工神經網絡搭建，需要進行大量的不同環境和條件下的實驗，以獲取足夠的樣本數據。而且人工神經網絡方法需要進行大量的在線計算，計算時間長，對電腦的性能要求高，大多不適用于工業現場。此外，該方法的焊接質量評估模型需要在實際生產之前通過對各個焊接對象進行大樣本量的焊接試驗來建立，這是一種靜態建模方法，沒有考慮到觀測數據與過去時刻的觀測數據(樣本數據)的時序相關性，沒有考慮系統的動態特性。

發明內容

發明目的：針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種能夠快速有效的識別故障焊接產品，提高生產效率并且確保焊接質量的基于DTW和MDS的錨鏈閃光焊質量在線評估方法。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明提供一種基于DTW和MDS的錨鏈閃光焊質量在線評估方法，包括如下步驟：

(1)建立數據庫E1；

(2)判斷系統是否監測到新的待測信號，判斷為是，則執行步驟(3)；判斷為否，則表示焊接停止，系統結束流程。

(3)采集待測信號S₁；

(4)對S₁進行數據預處理；

(5)用動態時間規整即DTW算法分別計算待測信號與選取的2L個歷史數據之間的不相似距離d_i，s，i＝1，2，…，2L；

(6)建立大小2L*1的不相似距離矩陣E2；

(7)將步驟(6)中得到的矩陣E2添加到步驟(1)中建立的數據庫E1的最后一行最后一列，組成大小為(2L+1)*(2L+1)的不相似距離矩陣F；

(8)用多維尺度分析法即MDS將不相似距離矩陣F降維為(2L+1)*P的距離矩陣G，其中P代表維度，并保持數據之間原始的距離關系；

(9)用狄利克雷過程混合模型即DPMM對矩陣G中2L+1個P維數據進行聚類分析；