[发明专利]一种基于扭矩信号的特殊扣拧接质量的监测方法

摘要

本发明公布了一种特殊扣拧接质量的监测方法，属于质量工程领域，涉及钢管连接特殊扣质量监测方法。所述方法基于特殊扣的扭矩信号，构建两相状态空间模型；再采用两阶段递归的粒子滤波方法求解两相状态空间模型，得到台肩点位置。在第一阶段粒子滤波估计中，提出分层抽样和低方差采样的结合采样方法；由此提供自动化、精准化的特殊扣拧接的质量监测。本发明能够提高扭矩信号中台肩点检测的准确率，加快特殊扣拧接质量监测自动化进程，节省人工观察台肩点位置的劳动成本，同时降低质量监测的假报警率和废品流出率。本发明能够解决特殊扣拧接过程中质量监测容易出现假报警、废品外流等难题。

主权项

1.一种特殊扣拧接质量的监测方法，所述方法基于特殊扣的扭矩信号，构建两相状态空间模型；再采用两阶段递归的粒子滤波方法求解两相状态空间模型，得到台肩点位置；由此提供自动化、精准化的特殊扣拧接的质量监测；具体包括如下步骤：A.建立模型阶段，执行如下操作：A1.将扭矩信号的分段线性分为第一个阶段和第二个阶段；第一个阶段和第二个阶段之间的分段点为台肩点；第二个阶段的斜率远大于第一个阶段的斜率；A2.建立两相状态空间模型，用式1和式2表示；其中，yk,tk和εk分别代表k时刻的扭矩观测值，圈数观测值和白噪声；参数c代表台肩点在圈数观测值的位置；ak和bk代表k时刻所处的线性段截距和斜率；a0和b0是台肩点前截距和斜率的值；p是旧状态跳到新状态的转移概率；δ是在台肩点处斜率变量的增量；B.采用两阶段递归粒子滤波求解A中建立的两相状态空间模型，包括过程B1～B2：B1.给A中建立的两相状态空间模型的参数设置先验分布；B2.利用两阶段递归粒子滤波求解两相状态空间模型，包括第一阶段和第二阶段：第一阶段，结合分层抽样和低方差采样的采样方法，根据B1设置的参数的先验分布，对状态变量(ak,bk)的后验分布进行估计，得到第一阶段的(ak,bk)的后验估计；第二阶段，根据(ak,bk)在不同时刻的值的变化来确定新的台肩点的位置；具体是根据斜率状态的显著增加位置来更新台肩点的位置；然后，根据新的台肩点的位置重新计算第一阶段的(ak,bk)，直到所得的台肩点的位置收敛到一个给定的阈值；由此检测得到台肩点位置；C.根据实际需要设定台肩点位置要求范围，把第二阶段检测到的台肩点位置与要求范围做比较，由此确定特殊扣拧接质量。