激光焊接路徑跟蹤卡爾曼濾波預(yù)測(cè)算法研究
本文關(guān)鍵詞:中國(guó)焊接生產(chǎn)機(jī)械化自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展回顧,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
《廣東工業(yè)大學(xué)》 2011年
激光焊接路徑跟蹤卡爾曼濾波預(yù)測(cè)算法研究
仲訓(xùn)杲
【摘要】:精確控制激光束使其始終對(duì)準(zhǔn)并跟蹤焊縫是保證激光焊接質(zhì)量的前提,以匙孔效應(yīng)為機(jī)理的激光深熔焊由于激光束光斑直徑小,對(duì)焊縫間隙大小敏感,導(dǎo)致精確控制激光束對(duì)準(zhǔn)并跟蹤焊縫路徑十分困難。為此,實(shí)現(xiàn)跟蹤任務(wù)必須首先實(shí)時(shí)檢測(cè)焊縫路徑相對(duì)于激光束的位置偏差;而基于視覺(jué)傳感的焊縫識(shí)別是目前最先進(jìn)最具有代表的一種傳感技術(shù)。 論文不同于傳統(tǒng)方法通過(guò)CCD(Charge Coupled Device)視覺(jué)傳感器直接拍攝熔池前端焊縫圖像,利用圖像處理技術(shù)檢測(cè)焊縫邊緣信息得到焊縫坡口中心位置;而是采用高速紅外視覺(jué)傳感法,設(shè)計(jì)一種新型焊縫偏差測(cè)量方法。通過(guò)高速視覺(jué)傳感器獲取熔池紅外圖像序列,依據(jù)激光束偏離焊縫時(shí)熔池紅外輻射定理,研究熔池在焊接過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,結(jié)合圖像處理方法,提取熔池與匙孔形態(tài)特征參數(shù)作為焊縫偏差的測(cè)量信息,試驗(yàn)證明這一方法能體現(xiàn)激光束偏離焊縫的實(shí)際情況。 其次,針對(duì)目前焊縫跟蹤技術(shù)缺乏無(wú)坡口焊縫識(shí)別能力與焊縫偏差預(yù)測(cè)功能,本文重點(diǎn)研究一種基于Kalman濾波的系統(tǒng)狀態(tài)最優(yōu)估計(jì)方法,建立焊縫路徑與激光束偏差實(shí)時(shí)測(cè)量與跟蹤的預(yù)測(cè)模型,研究Kalman濾波實(shí)現(xiàn)焊縫預(yù)測(cè)跟蹤新方法。 工藝試驗(yàn)以大功率光纖激光焊接304不銹鋼為試驗(yàn)對(duì)象,研究在色噪聲環(huán)境下應(yīng)用Kalman濾波最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)預(yù)測(cè)激光束與焊縫路徑偏差。從紅外熔池?zé)嵯裰刑崛『缚p位置參數(shù)并構(gòu)成狀態(tài)向量,建立基于焊縫位置參數(shù)的系統(tǒng)狀態(tài)方程和焊縫位置測(cè)量方程。文中分別研究了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)噪聲和傳感器測(cè)量噪聲為色噪聲時(shí),通過(guò)擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)變量和增廣測(cè)量方法建立了色噪聲環(huán)境下的Kalman濾波算法,算法對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行最優(yōu)估計(jì),得到最小均方差條件下的焊縫偏差最優(yōu)預(yù)測(cè)值,現(xiàn)實(shí)消除系統(tǒng)噪聲和測(cè)量噪聲對(duì)焊縫偏差測(cè)量的影響。試驗(yàn)結(jié)果證明帶預(yù)測(cè)功能的新方法可有效抑制色噪聲干擾并能夠提高焊縫跟蹤精度。 最后,研究了過(guò)程噪聲與測(cè)量噪聲統(tǒng)計(jì)特性的不確定性對(duì)焊縫跟蹤帶來(lái)的影響,提出了一種補(bǔ)償噪聲統(tǒng)計(jì)不確定性帶來(lái)的濾波誤差的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。在不同工藝試驗(yàn)條件下驗(yàn)證了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有利于提高濾波精度與穩(wěn)定性,可抑制濾波發(fā)散。
【關(guān)鍵詞】:
【學(xué)位授予單位】:廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2011
【分類(lèi)號(hào)】:TG456.7
【目錄】:
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【引證文獻(xiàn)】
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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
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【同被引文獻(xiàn)】
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7 剛鐵;王東華;;一種新的X射線焊縫檢測(cè)圖象的缺陷提取方法[A];第十次全國(guó)焊接會(huì)議論文集(第2冊(cè))[C];2001年
8 戴光智;陳鐵群;薛家祥;;基于微掃描技術(shù)焊縫超聲圖像的超分辨率重建[A];第十七屆全國(guó)測(cè)控計(jì)量?jī)x器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)(MCMI'2007)論文集(上冊(cè))[C];2007年
9 丁克勤;王洪柱;李娜;張旭;黃冬林;;微焊道表面計(jì)算機(jī)視覺(jué)在線檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年
10 張大剛;王玉龍;;下向焊技術(shù)在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)施工中的應(yīng)用[A];第十一次全國(guó)焊接會(huì)議論文集(第1冊(cè))[C];2005年
中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
1 王友明 記者 陳鐵;[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2008年
2 記者 張三民 通訊員 肖海娟;[N];中國(guó)石油報(bào);2009年
3 李偉 杜代文;[N];中國(guó)石化報(bào);2011年
4 劉彥卿 李明;[N];西南電力報(bào);2000年
5 ;[N];中國(guó)石化報(bào);2009年
6 記者 趙宇清 見(jiàn)習(xí)記者 車(chē)輪;[N];黑龍江日?qǐng)?bào);2010年
7 記者羅朝政 通訊員許鵬翔;[N];中國(guó)鐵道建筑報(bào);2009年
8 通訊員 李林;[N];中國(guó)電力報(bào);2010年
9 特約記者 肖云 通訊員 孫晶;[N];石油管道報(bào);2010年
10 王瓏;[N];石油管道報(bào);2009年
中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條
1 劉念聰;基于γ射線的管道焊縫檢測(cè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究[D];成都理工大學(xué);2012年
2 李新梅;Super304H奧氏體鋼焊接接頭組織與性能研究[D];山東大學(xué);2010年
3 王忠巍;自主海底管道機(jī)器人智能控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2010年
4 曾惠林;長(zhǎng)輸管道雙焊炬全位置自動(dòng)焊設(shè)備及工藝研究[D];天津大學(xué);2009年
5 屈穩(wěn)太;基于小波變換的圖像壓縮與信號(hào)檢測(cè)技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2003年
6 白世武;管道環(huán)焊縫焊接缺陷相控陣超聲檢測(cè)系統(tǒng)研究[D];天津大學(xué);2010年
中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
1 張立紅;基于磁記憶參數(shù)的焊縫可靠性評(píng)價(jià)[D];東北石油大學(xué);2012年
2 王玉富;基于機(jī)器視覺(jué)的核電高壓容器焊縫磨削軌跡智能檢測(cè)技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2010年
3 姚廣臣;基于有限元的矩形支管節(jié)點(diǎn)焊縫分析及檢測(cè)[D];大連理工大學(xué);2013年
4 王寧;超聲相控陣焊縫探傷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和處理方法的研究[D];天津大學(xué);2006年
5 張燕宏;焊縫自動(dòng)超聲檢驗(yàn)技術(shù)與設(shè)備的試驗(yàn)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2005年
6 張靜;實(shí)時(shí)焊縫圖像有效信息獲取及管理技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2007年
7 陳誠(chéng);管道自動(dòng)焊接中焊縫檢測(cè)和焊接參數(shù)控制系統(tǒng)的研究[D];天津大學(xué);2004年
8 寧彩林;中小模數(shù)齒輪環(huán)焊縫超聲自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2007年
9 宋宏偉;應(yīng)力波在焊縫中傳播的研究[D];天津大學(xué);2012年
10 徐啟棟;基于上位機(jī)的旋轉(zhuǎn)電弧信號(hào)處理及系統(tǒng)的智能化研究[D];湘潭大學(xué);2010年
本文關(guān)鍵詞:中國(guó)焊接生產(chǎn)機(jī)械化自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展回顧,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào):197383
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