切削颤振信号的混沌时间序列识别方法研究.pdf

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1、2014年10月机床与液压Oct．2014第42卷第19期MACHINET0OL&HYDRAULICSV01．42No．19DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．19．015切削颤振信号的混沌时间序列识别方法研究蒋永翔，杜兵，邓三鹏，祁宇明(1．天津职业技术师范大学机械工程学院，天津300222；2．中国海洋石油服务股份有限公司，天津300451)摘要：对切削颤振的在线监测识别是提高加工质量的关键技术之一。基于离散动力系统非线性混沌控制理论，以加工过程振动信号为非线性系统输入量，采用嵌入时间序列和关联积分的

2、C—C算法，确定最佳嵌入维数m与时间延迟r，进而对在线监测获得的离散振动信号进行相空间重构。实施铣削颤振试验，采用上述时间序列分析方法获得颤振产生前后的相图，分析表明相图表现出混沌特性，实现了切削颤振的识别。关键词：颤振识别；混沌；离散时间序列；相空问重构中图分类号：TH161+．6文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)19—057—2ResearchofRecognitionMethodonChaosTimeSeriesofMillingChatterSignalJIANGYongxiang，DUBing，DENGSa

3、npeng，QIYuming(1．SchoolofMechanicalEngineering，TianjinUniversityofTechnologyandEducation，Tianjin300222，China；2．ChinaOilfieldServicesCo．．Ltd．．Tianjin300451．China)Abstract：Theonlinedetectingrecognitionofmillingchatterisoneofthekeytechnologiestoimprovethemachiningquality．Ba

4、sedonthenonlinearchaoscontroltheoryindiscretedynamicsystem，theprocessingvibrationsignalwastakenassystemnonlinearinput，theC—CalgorithmofcorrelationintegralandembeddedtimeserieswereusedtodetermineoptimalembeddingdimensionmandtimedelayJr．Thenthephasespacewasreconstructedbyd

5、iscretevibrationsignalobtainedonlinedetecting．Inmillingchattersexperi—ment，thetimeseriesanalysismethodwasusedtogetthephasediagrambe~reandafterchatter．Byanalyzingthephasechartshowspresenceofthecharacteristicsofchaos，andimplementationofrecognizedthemillingchatter．Keywords：

6、Chatterrecognition；Chaos；Discretetimeseries；Phasespacereconstruction0前言1振动信号时间序列相空间重构以抑制颤振为目的的在线监测识别是提高加工精相图的绘制需系统提供两个及以上的变量，而切度的重要手段。90年代国内外研究者将混沌理论引削振动信号为一离散时间序列且仅有一个变量，故对入切削颤振的研究⋯，如JanezGRADISEK研究了切削颤振的分线性机制研究需采用单变量离散时间序混沌切削过程的参数优化问题，GrzegorzLITAK指列的相空间重构法。出了混沌存在于再生颤振

7、中，G．STEPAN研究了高将振动加速度信号。(t)表示为速切削条件下的混沌颤振现象。这类结论为切削颤振{a(t)}={a1，a2，⋯aⅣ}t=1，2，⋯，N(1)识别提供了新的研究方向，即利用混沌时间序列分析进行时滞排列以构造M×N矩阵方法能从颤振信号中提取系统的动力特性，因此，需{a(t)}={a(t)，0(t+r)，⋯a(t+(m一1))}=研究切削颤振混沌动力学特征信息的提取方法以进行切削颤振的有效识别。(2)文中基于非线性混沌控制理论，以加工过程振动信号离散时间序列为非线性系统输入量，采用嵌入时间序列和关联积分的c．c算法，确

8、定最佳嵌入维数m其中，m为嵌入维，量纲为1；r为时间延迟，S。与时间延迟r，进而对在线监测获得的离散振动信号2最佳嵌入维和时间延迟的计算进行相空间重构。实施铣削颤振试验，采用上述时间m和r的选择对相空间重构