基于SVD变换和支持向量空间的刀具运行可靠性评估方法技术
【技术实现步骤摘要】
基于SVD变换和支持向量空间的刀具运行可靠性评估方法
本专利技术涉及提出基于支持向量描述的运行可靠性评估方法，在运行状态信息与可靠性之间建立直接联系。，特别涉及基于SVD变换和支持向量空间的刀具运行可靠性评估方法。
技术介绍
刀具作为数控机床的一个重要部件，其可靠性必然会影响到整个机床的加工效率和稳定性。对刀具的可靠性进行准确评估以便及时做出更换策略，不仅可以降低生产成本，带来显著的经济效益，还可以保证工件的加工质量。不少学者在刀具可靠性评估做出很多尝试性的工作，M.Aramesh等以刀具磨损、切削速度和进给速度为协变量，建立了以威布尔分布为基准函数的比例风险模型，结合先验经验获取了刀具在。不同切削参数和磨损水平下的平均剩余寿命；CyrilDrouillet等在不同主轴转速下对不锈钢工件进行端铣试验，将均方根作为敏感特征，利用神经网络技术对刀具进行寿命预测，以此来描述评价刀具的退化过程；张栋梁等在刀具的声发射信号研究基础上提出了基于SVM与混沌时序分析技术的刀具磨损状态识别方法；陈保家等提出了一种基于Logistic回归模型和刀具振动信号的可靠性评估方法。对于正在...
【技术保护点】
基于SVD变换和支持向量空间的刀具运行可靠性评估方法，其特征在于：所述方法包括样本数据获取与显著特征量提取、SVD降维、支持向量空间超球体构造、相对距离指标计算和可靠度指标定义；所述样本数据获取与显著特征量提取，提取振动信号数据，构造时频域指标，选取与刀具磨损量相关性较大的特征指标，特征指标对应的数据为特征量指标；所述SVD降维，将高维特征量指标进行信号重构，提取出有效成分，降低数据维数；所述支持向量空间超球体构造，将样本数据映射到高维超球体空间中，构造基于训练样本的支持向量数据空间；所述相对距离指标计算和可靠度指标定义，对测试样本点与支持向量数据空间超球体的相对距离的计算...
【技术特征摘要】
1.基于SVD变换和支持向量空间的刀具运行可靠性评估方法，其特征在于：所述方法包括样本数据获取与显著特征量提取、SVD降维、支持向量空间超球体构造、相对距离指标计算和可靠度指标定义；所述样本数据获取与显著特征量提取，提取振动信号数据，构造时频域指标，选取与刀具磨损量相关性较大的特征指标，特征指标对应的数据为特征量指标；所述SVD降维，将高维特征量指标进行信号重构，提取出有效成分，降低数据维数；所述支持向量空间超球体构造，将样本数据映射到高维超球体空间中，构造基于训练样本的支持向量数据空间；所述相对距离指标计算和可靠度指标定义，对测试样本点与支持向量数据空间超球体的相对距离的计算，通过引入的隶属度函数将相对距离指标映射到[0,1]之间，即得到运行可靠性指标。2.根据权利要求1所述的基于SVD变换和支持向量空间的刀具运行可靠性评估方法，其特征在于：所述样本数据获取与显著特征量提取，提取振动信号数据，对提取的振动信号数据进行小波包分解、时时频域分析和相关分析得出显著性特征量指标数据集。3.根据权利要求1所述的基于SVD变换和支持向量空间的刀具运行可靠性评估方法，其特征在于：所述SVD降维步骤，已给出的初始矩阵为D∈Rm×n(假设m＞n)，(D用矩阵表示为Xm×n)，矩阵的秩r(A)＝r，存在正交矩阵U和V及对角矩阵Λ；其中U＝[u1,u2,…,um]∈Rm×n,UUT＝IV＝[V1,V2,…,Vm]∈Rm×n,VVT＝IΛ＝diag[λ1,λ2,…,λr]∈Rm×n(λ1≥λ2≥…≥λr)使得式(1)成立即：式中，λ1,λ2,…,λr为矩阵D的奇异值，根据奇异值分解理论，有用信号主要由前面几个较大的奇异值决定，其余奇异值较小对应的为信号中的噪声部分。选取前s个奇异值进行信号重构，计算奇异值的差分谱即：bi＝λi-λi+1i＝1,2,…,r-1(2)由bi构成的差分谱序列Bi＝(b1,b2,…,br-1)能够反映相邻两个奇异值的变化，根据差分谱的大小可知信号中比较重要的成分，可以确定s的值[93]，因此可以选取前s个分量对矩阵D进行重构得到根据分块矩阵的乘法容易得：式中Us＝[u1,u2,…,us]∈Rm×s为奇异矩阵U的前s列，Λs＝[λ1,λ2,…λs]∈Rs×s为对角矩阵Λ的前s行和s列，Vs＝[v1,v2,…,vs]∈Rn×s为奇异矩阵V的前s列；结合主成分分析(PCA)的思想，与右奇异矩阵Vn×s作积，降维后的矩阵为则m维的矩阵D降维为s维矩阵4.根据权利要求1所述的基于SVD变换和支持向量空间的刀具运行可靠性评估方法，其特征在于：所述支持向量空间超球体构造；对于某一时刻ti，设备的可靠性证据信息由一个向量xi(xi∈Rn)表达，xi中的各个元素由能反设备运行状态的敏感度特征指标构成，如果在一个较短的时间内，获取了N个证据样本，则可以得到一个由N个向量构成...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈保家，肖文荣，陈法法，刘浩涛，聂凯，汪新波，邱光银，沈保明，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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