基于改进小波包能量熵和阈值自适应的切削颤振在线监测

作     者：聂兴毅 黄华 李旭东 赵丛林 吴亚东 

作者机构：兰州理工大学机电工程学院 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(52365057) 温州市科技计划项目(G2023045)项目资助 

主　　题：颤振监测 小波包能量熵 阈值自适应 拉依达准则 

摘      要：颤振是影响机床加工质量的重要原因之一，传统的颤振监测算法对颤振孕育阶段的感知灵敏度低，且监测阈值的设定不具备泛化性和实时性，针对该问题提出了一种能够自适应地识别早期颤振的在线监测方法。首先使用改进的小波包能量熵算法（Improved wavelet packet energy entropy， IWPEE）提取颤振特征，在提高识别精度和鲁棒性的同时降低了计算量。其次基于改进的拉依达准则确定颤振监测阈值，使系统能够根据不同的加工条件自适应地计算颤振监测阈值。然后根据实际加工监测需求开发高效颤振在线监测软件，并且通过仿真信号和切削试验验证了本文所提算法的有效性。结果表明，IWPEE算法相较于传统熵值判定法，识别灵敏度提高了360%，改进的拉依达准则能自适应地确定阈值并成功在颤振孕育阶段将其监测出来，相较于传统阈值算法在阈值稳定性和适应性上有显著提升。