基于VPPAW的雙聲源特性及隱馬爾可夫模型的熔透狀態(tài)識(shí)別.pdf

1、由于變極性等離子弧焊（Variable Polarity Plasma Arc Welding，VPPAW）具有能量密度高、穿透能力強(qiáng)、工藝成本及其對(duì)工件裝配要求較低等優(yōu)點(diǎn)，其被廣泛應(yīng)用于航天鋁合金結(jié)構(gòu)件的焊接。然而，由于等離子弧獨(dú)特的“小孔效應(yīng)”，穿孔等離子弧和穿孔熔池形成一個(gè)相互作用、相互影響的整體，小孔穩(wěn)定性對(duì)于焊接參數(shù)極為敏感，導(dǎo)致影響 VPPAW接頭質(zhì)量的小孔包含著諸多不確定性。特別是鋁合金變極性等離子弧焊的熔透控制一直是該工

2、藝研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。本文研究了 VPPAW聲音與熔透狀態(tài)（未熔透、熔透和焊漏）之間的關(guān)系，構(gòu)建了基于VPPAW特有的“雙聲源特性”的隱馬爾可夫焊接熔透識(shí)別模型，開(kāi)展了基于VPPAW電弧聲音特征的熔透狀態(tài)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)研究。
　　首先通過(guò)測(cè)定 VPPAW電弧聲音平均能量空間分布，確定了最優(yōu)聲音采集角度為150°，并提出了VPPAW的“雙聲源特性”。研究發(fā)現(xiàn)第二聲源中存在兩種不同性質(zhì)的聲音成分：脈沖成分和湍流成分，為VPPAW聲音信

3、號(hào)在時(shí)頻域中的一系列現(xiàn)象提供了理論解釋。
　　通過(guò)分析比較 VPPAW第二聲源聲音和語(yǔ)音，認(rèn)為這兩種聲音在動(dòng)力源、發(fā)聲機(jī)理、聲音成分及聲音性質(zhì)都具有一定的相似性?；谶@一相似性，將語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)中常用的MFCC特征參數(shù)和HMM識(shí)別模型引入到 VPPAW聲音的表征和熔透狀態(tài)識(shí)別中。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套分步識(shí)別策略，先基于時(shí)域參數(shù)構(gòu)建HMM識(shí)別模型，判別出未熔透狀態(tài)，繼而基于MFCC參數(shù)構(gòu)建另一HMM模型分辨熔透和焊漏兩種狀態(tài)，最終實(shí)