[发明专利]基于电弧混沌特性优化算法的焊接材料工艺性评价方法

摘要

本发明公开了一种基于电弧混沌特性优化算法的焊接材料工艺性评价方法，涉及各种弧焊方法使用焊接材料的工艺性评价方法，解决焊接材料工艺性无法有效量化评价、评价指标体系复杂、不可靠的问题。本发明是通过构建一个焊接材料工艺性评价平台，并创建一个焊接材料工艺性评价方法，将采集得到的电压、电流信号通过霍尔传感器传输到采集软硬件系统，转化成数字信号后，对混沌特性算法进行改进和优化，进行焊接材料工艺性评价。本发明实现了焊接材料工艺性的量化评价，有效解决工业中对焊接材料无法客观有效量化评价的难题。

主权项

1.一种基于电弧混沌特性优化算法的焊接材料工艺性评价方法，其特征在于，构建一个焊接材料工艺性评价平台，并创建一个焊接材料工艺性评价方法，将采集得到的电压、电流信号通过霍尔传感器传输到采集软硬件系统，转化成数字信号后，通过混沌特性李雅普诺夫指数改进优化算法，计算相应的最大李雅普诺夫指数作为评价指标，进行焊接材料工艺性评价，步骤为：（1）设定焊接参数，焊机进行焊接；其中所述的焊接参数，短路过渡形态：18V、60‑90A；细滴过渡形态：28V、110‑170A；喷射过渡：32V、190‑270A，焊接过程选定气体纯度为99%CO2或者Ar，焊接试件材质为A3钢；（2）采集焊机焊接过程中的电压和电流信号，并将电压和电流信号通过霍尔传感器，传输到采集软硬件系统，转化成数字信号后，存贮到计算机中；所述的电压和电流信号的采集时间10S、采样频率10KHZ；（3）将采集到的电压、或电流信号进行归一化取样，每次评价取样的数据量为六千，使得采样数据满足混沌计算的要求；（4）将取样后的数据作为数据源，计算相应的最大李雅普诺夫指数作为评价指标，其中计算方法和步骤如下：相空间重构：将取样的数据作为一个数列，表示为 ，然后按照一定时间延迟，从开始，构造第一个演化相点，由式（1）所示：  （1）依次构造其余相点，形成嵌入维欧氏空间，由式（2）所示，  （2）其中，时间延迟和嵌入维数利用平均位移法来匹配实现，具体计算过程为：首先给出初始化数值m=1，τ=1，在此嵌入维数（m=1）下，计算出平均位移随τ变化的斜率，将其与初始斜率比较，然后逐步增加m和τ值进行迭代，直到其值小于初始斜率的40%时，迭代结束，则选此时的τ和m为最佳参数，再利用混沌特征指数无标度区间计算两者的最佳取值，作为相空间重构的参数；最大Lyapunov指数计算：由式（3）获得，  （3）其中由式（2）计算获得，从初始点开始，追踪最近邻的两个相点随着时间推移的演化距离的变化情况，设初始点为Y(t₀)，其与最近邻点Y₀(t₀)的距离为L₀，预先给的阀值，追踪这两点的时间演化，直到时刻，继续上述过程，直至到达时间序列的终点，这时追踪演化过程总的迭代次数即为；多条件判识法确定无标度区间：将相关系数和曲率判据联合使用来确定无标度区间，具体为：以焊接信号的关联积分曲线为基础，将区间内各点在误差范围内曲率为0作为确定参考区间的条件，以相关系数最大为精确判定区间位置条件，来选取无标度区间；（5）针对短路过渡、滴状过渡、喷射过渡的过渡形式，计算得到Lyapunov指数，用于评价不同的过渡形态下焊接材料工艺性；所述的短路过渡的量化范围为0‑1.2，滴状过渡的量化范围为0‑0.9，喷射过渡的量化范围为0‑0.5。