1、在鐵路工業(yè)領(lǐng)域的制造過程中，越來越多地要求對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行有效準(zhǔn)確的無損檢測(cè)，而超聲檢測(cè)技術(shù)是最適合進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)的無損檢測(cè)技術(shù)。超聲檢測(cè)技術(shù)的研究主要體現(xiàn)在檢測(cè)方法和對(duì)超聲信號(hào)數(shù)據(jù)的處理分析兩方面。隨著超聲檢測(cè)方法研究不斷取得進(jìn)步，如何利用現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)與模式識(shí)別技術(shù)對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的處理分析顯得尤為重要。其中超聲信號(hào)的特征提取與特征選擇問題是對(duì)缺陷進(jìn)行定量識(shí)別的關(guān)鍵性問題。
　　 本項(xiàng)研究以轉(zhuǎn)轍機(jī)的關(guān)鍵部件—?jiǎng)幼鳁U為研究對(duì)

2、象，綜合利用常用統(tǒng)計(jì)特征與數(shù)據(jù)挖掘方法，對(duì)超聲缺陷回波信號(hào)的特征提取及缺陷回波特征數(shù)據(jù)集的降維問題重點(diǎn)開展了研究，并提出了轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作桿自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。開展的具體研究工作內(nèi)容和獲得的主要結(jié)果如下:
　　 1)在介紹檢測(cè)試件結(jié)構(gòu)和超聲檢測(cè)基本原理的前提下，搭建超聲質(zhì)量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，分別對(duì)兩種缺陷的人工試件的超聲回波信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、保存和分析，提出選擇合適的信號(hào)處理方法來實(shí)現(xiàn)缺陷特征的提取對(duì)提高缺陷的檢測(cè)與分類能力的必要

3、性。
　　 2)應(yīng)用連續(xù)小波變換理論判斷超聲檢測(cè)信號(hào)缺陷的存在位置;論述了小波包變換(WPT)和經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD)的基本理論，對(duì)比分析將兩種方法應(yīng)用于超聲檢測(cè)信號(hào)分解中的特點(diǎn)。
　　 3)在分析常用超聲信號(hào)特征基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷超聲信號(hào)的特征提取和缺陷特征數(shù)據(jù)集的降維:分別采取EMD和WPT的方法對(duì)原始缺陷超聲回波信號(hào)進(jìn)行分解，并提取各分解信號(hào)、原始信號(hào)及原始信號(hào)的包絡(luò)譜信號(hào)的8個(gè)特征參數(shù)，組成獨(dú)立特征組1、2、3和

4、4。取兩種人工缺陷樣本數(shù)各40，計(jì)算了獨(dú)立特征組，構(gòu)建缺陷特征數(shù)據(jù)集，并用主成分分析(FCA)方法實(shí)現(xiàn)特征集的降維。
　　 4)為了滿足當(dāng)前轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作桿出廠時(shí)的在線質(zhì)量檢測(cè)需求，提出了超聲自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)。利用虛擬儀器技術(shù)的軟件平臺(tái)，設(shè)計(jì)基于模塊化的上位機(jī)軟件系統(tǒng)，主要分為原始數(shù)據(jù)采集模塊和離線數(shù)據(jù)處理模塊兩部分。
　　 研究表明，超聲回波信號(hào)中含有大量的有關(guān)檢測(cè)對(duì)象的信息，故如何通過適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理方法來實(shí)現(xiàn)缺