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一种GTAW焊接熔透状态的声音信号传感及预测方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）利用声音传感器采集GTAW焊接动态过程的电弧声音；（2）对采集到的GTAW焊接动态过程的电弧声音进行特征提取，得到电弧声音特征；（3）根据得到的电弧声音特征建立HMM模型，并进行模型训练和声音熔透识别；所述步骤（3）包括以下子步骤：（31）根据电弧声音特征，以前向三状态输出地HMM拓扑结构的初始状态确定为第一状态时，HMM的参数集表示为λ＝（A,B），A＝（a<sub>ij</sub>）<sub>N×N</sub>表示状态概率转移矩阵，B＝{b<sub>j</sub>(o<sub>t</sub>|q<sub>j</sub>)},2≤j≤N‑1为特征矢量概率密度函数参数集，其中，N状态数量，q代表隐含状态量，o代表观察状态，a<sub>ij</sub>表示前一时刻隐含态为q<sub>i</sub>时下一隐含态为q<sub>j</sub>的概率，b<sub>j</sub>表示在隐含态为q<sub>j</sub>状态时观察状态为o<sub>t</sub>的概率，i,j代表矩阵中的位置角标；（32）根据HMM的参数集计算HMM生成该声音信号序列的概率大小，概率<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>p</mi><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>O</mi><mi>l</mi><mi>T</mi></msubsup><mo>|</mo><mi>M</mi><mo>;</mo><mi>λ</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>Σ</mi><mi>s</mi></msub><msubsup><mi>Π</mi><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>T</mi></msubsup><mi>p</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>O</mi><mi>t</mi></msub><mo>|</mo><msub><mi>s</mi><mi>t</mi></msub><mo>;</mo><mi>λ</mi><mo>)</mo></mrow><mi>P</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>s</mi><mi>t</mi></msub><mo>|</mo><msub><mi>s</mi><mrow><mi>t</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msub><mo>;</mo><mi>λ</mi><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000467417960000011.GIF" wi="949" he="95" /></maths>其中，S表示状态序列=q<sub>1</sub>，q<sub>2</sub>…,q<sub>T</sub>,T为观察序列总长，t=1,2,....T观察时间状态序列，<img file="FDA0000467417960000012.GIF" wi="66" he="77" />为一段声音对应的特征矢量序列；（33）估计HMM模型参数集典型的最大似然估计方法的目标函数为：<maths num="0002" id="cmaths0002"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>F</mi><mi>mle</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>λ</mi><mo>)</mo></mrow><mtext>=logp</mtext><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>O</mi><mi>l</mi><mi>T</mi></msubsup><mo>|</mo><mi>M</mi><mo>;</mo><mi>λ</mi><mo>)</mo></mrow><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000467417960000013.GIF" wi="544" he="86" /></maths>（34）根据HMM模型集<img file="FDA0000467417960000014.GIF" wi="598" he="86" />判断声音信号序列属于的熔透状态的模型，从而进行声音熔透识别；（4）根据声音熔透识别预测GTAW焊接熔透状态。 |
