雙樹復(fù)小波表面分析模型及加工過程形貌辨識方法研究.pdf

1、機械制造業(yè)中90﹪的工件失效源于表面問題，對工程表面形貌的準確分析和評定是提高機加工產(chǎn)品質(zhì)量的重要保證。將表面計量方法與加工過程相關(guān)聯(lián)則是當(dāng)前表面計量領(lǐng)域的研究重點。這種聯(lián)系建立的前提是：對表面各種特征的準確提??；對特征的有效分析方法，即建立起特征變化與加工過程條件變化之間的聯(lián)系。 本文研究了用于工程表面分析的第一代和第二代小波模型，從幅度和相位傳輸特性的角度分析了不同小波基對工程表面分析評定的影響。指出基于提升格式算法的雙正交

2、小波由于具有線性相位、好的幅度傳輸特性以及較高的運算效率，從而是當(dāng)前用于表面計量的最優(yōu)小波濾波器之一。 為了解決基于實小波變換的第一、二代小波模型的平移敏感性和方向性差的缺點，本文將雙樹復(fù)小波變換引入到表面計量領(lǐng)域中，建立了工程表面分析的雙樹復(fù)小波模型。由于雙樹復(fù)小波變換具有近似的平移不變性以及改進的方向選擇性等優(yōu)點，從而成功地解決了實小波模型用于提取表面功能特征（如峰、坑、脊、谷等）時所存在的沿特征邊緣的信號畸變問題。對復(fù)小波

3、濾波器的表面計量特性進行了分析，結(jié)果表明其具有線性相位和近似理想的幅頻傳輸特性，對于表面粗糙度等頻率成分具有很好的分辨特性。計算機模擬與實際二維三維數(shù)據(jù)處理的結(jié)果驗證了其特性。 本文提出了基于雙樹復(fù)小波變換的測量信號軟閾值降噪方法。假定各層小波變換系數(shù)服從雙指數(shù)分布、噪聲服從高斯分布，采用最大后驗估計方法推導(dǎo)了閾值計算方法，給出了該降噪方法的算法流程，模擬及實際數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，驗證了該方法的有效性。提出了復(fù)有限脊小波變換方法，通

4、過對信號在有限Radon變換上的投影進行雙樹復(fù)小波變換，將線奇異性轉(zhuǎn)換為點奇異性，成功實現(xiàn)了對線特征的多尺度平移不變提取。 本文提出了基于表面計量的加工過程狀態(tài)辨識方法。分析了表面空間參數(shù)、空間自相關(guān)譜、空間功率譜、角譜和半徑譜的物理意義，以及與加工過程的條件變化之間的關(guān)系。對銑削加工過程中顫振和刀具磨損時表面形貌變化的研究表明：已加工表面的空間譜，尤其是空間自相關(guān)譜的模式能夠反映銑削加工過程的顫振發(fā)生及其發(fā)展；表面空間參數(shù)和空