[發明專利]一種針對白車身焊接設備的緩變微小故障檢測方法

有效

• 申請號: 201910508715.0
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN110333054B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 李波;萬全琛
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G06F17/15
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 陳一鑫

1.一種針對白車身焊接設備的緩變微小故障檢測方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：獲取白車身焊接生產線中焊接設備的信號，該信號包括：下車體增焊線傳送帶驅動端轉軸信號或車身總成線傳送帶驅動端轉軸信號；

步驟2：使用小波閾值去噪對步驟1獲取的信號進行濾波處理；

步驟3：將濾波后的信號進行經驗模態分解，并篩選譜峭度值最大的3個本征模函數進行信號重構；

步驟4：將步驟3重構后的信號進行隨機共振；

步驟4.1：構建隨機共振系統為：

其中，a＞0，b＞0為隨機共振系統參數，s(t)為步驟2得到的重構信號，n(t)為系統外加噪聲，x為系統中布朗粒子位移距離；

步驟4.2：以隨機共振系統輸出最優信噪比為目標值，迭代計算出最優的隨機共振模型參數a，b；

步驟4.3：將步驟4.2計算出最優隨機共振系統參數a，b代入步驟4.1的隨機共振模型中，得到完整的隨機共振模型；

步驟5：將實時白車身焊接生產線中焊接設備的信號輸入步驟4得到的隨機共振模型中，若隨機共振模型輸出信號的頻域波形有明顯的凸起則存在緩變微小故障，否則不存緩變微小故障；

其特征在于所述步驟2的濾波方法為：

步驟2.1：選擇合適的小波函數和分解層數，對步驟1獲取的信號進行層分解，得到對應的小波分解系數；

步驟2.2：根據閾值函數得到相應的閾值，根據對應的閾值對步驟2.1得到的小波分解系數進行閾值處理，得到估計小波分解系數；

所述閾值函數為：

其中：η(ω_j,k)表示小波系數，ω_j,k表示小波變換系數，j表示分解層數，k表示正整數，δ表示閾值，α表示調節系數；

步驟2.3：使用小波反變換對估計小波分解系數進行重構，得到步驟1獲取的信號的估計信號，即為去噪后的信號。

2.如權利要求1所述的一種針對白車身焊接設備的緩變微小故障檢測方法，其特征在于所述步驟3的具體方法為：

步驟3.1：確定原始信號x(t)的所有局部極值點，將所有極大值點進行連接，形成上包絡線x_max(t)；將所有極小值點進行連接，形成下包絡線x_min(t)，此時的原始信號x(t)為步驟2得到的濾波后信號；

步驟3.2：計算上、下包絡線的平均值m₁(t)，并用原始信號減去平均值m₁(t)：

h₁(t)＝x(t)-m₁(t)

步驟3.3：判斷h₁(t)是否滿足本征模函數的兩個條件：

條件1為在整個信號序列中，極值點的數目和過零點的數目相減的絕對值不大于1；

條件2為在任一時刻點，將所有局部極值連接得到上包絡線和下包絡線，其平均值必須為0；

若滿足，則h₁(t)就是信號x(t)的第一個本征模函數；若不滿足，則將h₁(t)作為原信號，重復步驟3.1到步驟3.3直到得到第一個本征模函數；

步驟3.4：將分解得到的第一個本征模函數分量c₁(t)從步驟2得到的濾波后信號中進行分離，得到第一個分離后的信號為r₁(t)；

步驟3.5：將分離后的信號r₁(t)作為原始信號x(t)重復步驟3.1到步驟3.4計算得到第二個本征模函數和第二個分離后的信號；

步驟3.6：重復步驟3.5直到得到的分離后的信號不能再得到本征模函數，此時步驟2得到的濾波后信號x(t)被分解為n個本征模函數和一個殘差信號：

步驟3.7：對分解得到的本征模函數進行快速傅里葉變換，取得其絕對值，計算各個本征模函數的包絡譜；

步驟3.8：計算各個本征模函數的譜峭度值，選擇譜峭度值最大的三個本征模函數對信號進行重構。