石英陶瓷复合材料因其低密度、高强度、良好的透波性和热稳定性而被广泛应用于雷达天线罩、天线窗、燃烧室和许多热阻元件。作为一种性能优良的新型难加工材料,其广泛的应用背景对材料的精密和超精密加工提出了新的挑战。磨粒加工作为处理先进材料、提高表面质量的关键手段和重要途径,尤其适用于此类材料加工。为了保证磨削加工质量,现代磨削中引入了大量传感器,如温度传感器、声发射传感器、功率传感器和磨削力传感器等,使磨削监测技术得到了迅速发展。然而,无论是基于现有的磨削理论知识还是磨削过程中的传感器技术,实现磨削过程中表面粗糙度的在线监测仍然是一个难题。因此,本课题提出了一种基于时域信号（磨削力）和空间域信号（表面纹理曲线）频谱分析的磨削表面粗糙度在线监测理论方法。本课题制定了石英陶瓷复合材料磨削工艺及表面粗糙度研究的总体方案。以磨削力信号为主要在线监测对象,表面纹理曲线为主要离线测量对象进行磨削实验。搭建磨削实验数据采集的硬件平台,数据传输、处理和储存的软件平台。针对不同材料的磨削加工,其砂轮转速、工件进给速度和磨削深度的参数设置组合方式多样且不唯一。为提高磨削加工效率,节约时间,减少成本,将磨削输入三要素视为自变量,表面粗糙度和磨削力视为因变量,使用多元非线性回归预测技术进行数学建模。石英陶瓷复合材料磨削加工之前,在保证表面粗糙度满足一定要求的前提下,使用改进遗传算法参数优化技术对磨削输入三要素进行工艺优化,为材料加工的参数设置提供有益指导。依据磨削力信号和表面纹理曲线进行离散傅里叶变换后,两者幅频曲线中对应的最大值呈正相关关系、均值也呈正相关关系。分别构建了磨削力信号幅频曲线的最大值和均值与表面纹理幅频曲线的最大值和均值之间的数学映射模型;从而实现由磨削力信号向表面纹理幅频曲线最大值和均值的过渡;接着使用卡方分布密度函数和指数衰减函数模拟表面纹理的幅频曲线并建立相应数学映射模型;最后对表面纹理的幅频曲线数学映射模型进行反离散傅里叶变换,得到磨削力信号表达表面纹理曲线的数学映射模型。采用最小二乘法标定表面纹理曲线的轮廓最小二乘中线,把表面纹理曲线到表面粗糙度的计算过程纳入改进烟花算法中。将精英保留策略引入标准烟花算法,设计了一种改进烟花算法用于优化表面纹理曲线数学映射模型中的衰减系数,从而实现表面粗糙度的在线监测技术。