基于声音特征提取的超高压水射流速度优化控制方法

摘要

本发明公开一种基于声音特征提取的超高压水射流速度优化控制方法，在没有切割工件时采集多段背景噪声信号，分析获得时域特征和频域特征，对选取的N组水射流切割现场声音信号的个离散序列进行五个尺度的正交小波分解，得到近似反射声音信号，求出的振幅包络；获取对应的水射流切割开始时刻和水射流切割结束时刻，得到切穿时间，计算信号能量；将切穿时间、信号能量作为输入量、以人工经验获得的最佳喷嘴横移速度为输出量建立最小二乘支持向量机模型；切割工件时，在线采集切割现场声音信号，提取其切穿时间和信号能量输入到最小二乘支持向量机模型，获得最佳喷嘴横移速度；可提高水射流切割的工作效率及切割产品的品质。

主权项

1.一种基于声音特征提取的超高压水射流速度优化控制方法，其特征是包括如下步骤：（1）在没有切割工件时采集多段背景噪声信号，对背景噪声信号进行分析获得时域特征和频域特征，背景噪声能量集中在0-8500Hz滤波频带基准内，背景噪声信号均方差为；（2） 获取N组水射流切割现场声音信号y(t)，选取的个离散序列，，是正整数，对进行五个尺度的正交小波分解，获得各尺度的小波分解系数，为分解尺度，为分解个数；根据小波分解系数的平方和计算各尺度上的分解能量，建立分解尺度和分解能量分布图，并利用所述背景噪声的均方差和所述滤波频带基准，基于最小距离原则确定尺度阈值，令大于该尺度阈值的各尺度的小波系数为零，其他尺度分解小波系数不变，得到新的小波系数，对所述新的小波系数进行信号小波逆变换，得到纯粹的水射流切割反射声音的近似反射声音信号，对近似反射声音信号进行Hilbert 变换求出的振幅包络；当振幅包络的绝对值大于设定的幅值阈值门限时，获取对应的水射流切割开始时刻；当振幅包络的绝对值小于设定的幅值阈值门限时，获取对应的水射流切割结束时刻；得到N个水射流反射声音切穿时间，计算信号能量；（3）将切穿时间、能量特征作为输入量、以人工经验获得的最佳喷嘴横移速度为输出量建立最小二乘支持向量机模型，为权值变量，为非线性映射核函数，为偏置量，N为 训练样本集数；（4）切割工件时，在线采集切割现场声音信号，提取其切穿时间和信号能量，将切穿时间和信号能量输入到所述最小二乘支持向量机模型，获得最佳喷嘴横移速度。