Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nhận dạng vết nứt của bánh răng bằng phương pháp đo dao động và phép biến đổi Wavelet rời rạc

Đề tài "Nhận dạng vết nứt của bánh răng bằng phương pháp đo dao động và phép biến đổi Wavelet rời rạc" trình bày ứng dụng của việc phân tích số tín hiệu dao động cơ học và mạng neural để phát hiện hư hỏng, vết nứt bánh răng trong hộp số. Phép phân tích tín hiệu được sử dụng là phép biến đổi Wavelet rời rạc, mạng nơron được sử dụng là mạng nơron truyền thẳng đa lớp MLP, chương trình tính toán được thực hiện trên phần mềm Matlab với công cụ Signal Processing Toolbox, Neural Networks Toolbox.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nhận dạng vết nứt của bánh răng bằng phương pháp đo dao động và phép biến đổi Wavelet rời rạc BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -------- HÀ TRUNG KIÊNNHẬN DẠNG VẾT NỨT CỦA BÁNH RĂNG BẰNGPHƢƠNG PHÁP ĐO DAO ĐỘNG VÀ PHÉP BIẾN ĐỔI WAVELET RỜI RẠC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH: CƠ HỌC KỸ THUẬT MÃ SỐ: CHKT13B-01 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. NGUYỄN PHONG ĐIỀN HÀ NỘI 2014 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LỜI CAM ĐOANHọ tên học viên: Hà Trung KiênKhóa: 2013- 2015Ngành: Cơ học kỹ thuậtTên đề tài: “Nhận dạng vết nứt của bánh răng bằng phương pháp đo dao động vàphép biến đổi Wavelet rời rạc”Lời cam đoan của học viên: Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình do tôi tự làm và nghiên cứu. Trongluận văn có sử dụng một số tài liệu tham khảo trong nước và nước ngoài. Những tàiliệu tham khảo này đã được trích dẫn và liệt kê trong mục tài liệu tham khảo. Hà nội, ngày…tháng 12 năm 2014 Học viên Hà Trung Kiên 2 MỤC LỤC TrangTrang 1LỜI CAM ĐOAN ...………………………………………………………...……...2MỤC LỤC ...………………………………………………………………...……...3DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT ...……………………….………..6DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ...………………………….…………….7MỞ ĐẦU ...……………………………………………………...……………….10CHƢƠNG 1. CƠ SỞ PHÉP BIẾN ĐỔI WAVELET RỜI RẠC…………...……………………………………………………………….……......14 1.1 Phép biến đổi Fourier ...……….…………………………………………….14 1.2 Biến đổi Wavelet liên tục ............…………………………………………17 1.2.1 Phép biến đổi Wavelet liên tục ……………………………………….18 1.2.2 Ý nghĩa của phép biến đổi Wavelet liên tục …...…………………….20 1.3 Biến đổi Wavelet rời rạc …….……………………………….……………..23 1.3.1 Phân tích đa phân giải ………………………………………………..24 1.3.2 Biến đổi Wavelet trực giao …………………………………………...25 1.3.3 Thuật giải Mallat ……………………………………………………..26 1.3.4 Một số hàm Wavelet rời rạc thông dụng ….…………….……………30 1.4 Biến đổi Wavelet Packet …….….…………………………………………..32 1.4.1 Cơ sở Wavelet Packet…………….…………………………………..32 3 1.4.2 Biến đổi Wavelet Packet điều hòa …………………………………..34 KẾT LUẬN CHƢƠNG 1……………………………….………………………41CHƢƠNG 2. MẠNG NƠRON ……...…….……………………………………..42 2.1 Giới thiệu về mạng nơron nhân tạo.…………………………..…………….42 2.2 Mạng nơron sinh học và mạng nơron nhân tạo…...…………...……………43 2.2.1 Mạng nơron sinh học………………………………………………...43 2.2.2 Mạng nơron nhân tạo………………………………………………...44 2.2.3 Một số hàm truyền thường gặp……………………………………….46 2.3 Kiến trúc của mạng Nơron …………………………………………………48 2.3.1 Phân loại mạng nơron .……………………………………………….48 2.3.2 Perceptron…………………………………………………………….48 2.3.3 Một số kiểu kiến trúc mạng nơron .…………………………………..50 2.4 Huấn luyện mạng Nơron ..…………………………………………………53 2.4.1 Các phương pháp học của mạng nơron.……………………………..53 2.4.2 Thuật toán lan truyền ngược………………………………………….55 2.5 Wavelet Neural Networks…………………………………………………56 KẾT LUẬN CHƢƠNG 2………………………………………………………59CHƢƠNG 3. PHÁT HIỆ N V Ế T NỨT BÁNH RĂNG NHỜ WAVELETNEURAL NETWORKS……………………..……………………..…………….60 3.1 Các dạng hư hỏng chủ yếu của bánh răng…………………………………..60 3.1. 1 Mòn…………………………………………………………………60 4 3.1.2 Dính, rỗ, tróc răng…………………………………………………….61 3.1.3 Nứt, gãy chân răng và mẻ đỉnh răng………………………………….61 3.1.4 Tróc mỏi bề mặt………………………………………………………62 3.1.5 Lỗi chế tạo……………………………………………………………62 3.2 Mô hình thí nghiệm…………………………………………………………62 3.3 Phát hiện vết nứt bánh răng bằng phân tích tín hiệu trong miền thời gian, tầnsố…………………………………………………………………………………...63 3.3.1 Phân tích tín hiệu trong miền thời gian……………………………….63 3.3.2 Phân tích tín hiệu trong miền tần số…………………………………65 3.4 Nhận dạng vết nứt bánh răng nhờ Wavelet Neural Networks………………69 3.4.1 Đồng bộ hóa tín hiệu………………………………………………….69 3.4.2 Phân tích Wavelet Packet……………………………………………71 3.4.3 Mô hình mạng Neural trong nhận dạng vết nứt bánh răng…………72 3.4.4 Nhận dạng vết nứt bánh răng nhờ Wavelet Neural Networks………..75 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3……………………………………………………….80KẾT LUẬN …………………………………………………………………….…81TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………………….82 5 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮTANN: Artificial Neural Network- Mạng nơron nhân tạoBP: Backpropagation- Thuật toán lan truyền ngược ...