【摘 要】
：
针对传统PID控制难以适应超精密加工中存在多种非线性扰动的问题,通过MATLAB/Simulink仿真对比了PID参数对超精密金刚石车床导轨阶跃响应的影响规律,提出了一种模糊PID论域优
【机 构】
：
中国工程物理研究院机械制造工艺研究所
【基金项目】
：
国家自然科学基金(51305413),装发部预研重点基金项目(61400030401),中物院超精密加工技术重点实验室基金(K1128)。
论文部分内容阅读
针对传统PID控制难以适应超精密加工中存在多种非线性扰动的问题,通过MATLAB/Simulink仿真对比了PID参数对超精密金刚石车床导轨阶跃响应的影响规律,提出了一种模糊PID论域优化方法,并将优化后得到的指数分布论域模糊PID控制方法应用于车床导轨的控制.仿真结果表明,相比传统的定参数PID控制,指数分布论域模糊PID控制方法使系统响应速度变快,表现出更优的控制效果.
其他文献
疲劳损伤是影响选区激光熔化316L不锈钢服役安全的重要问题,基于经典的非线性超声理论,研究了疲劳加载条件下选区激光熔化316L不锈钢超声检测非线性系数随疲劳周期的变化规律。试验结果表明,当选区激光熔化316L不锈钢产生疲劳损伤后,超声波检测信号中二次谐波幅值明显增大,且超声非线性系数随着疲劳周期的增加呈逐渐增长趋势。因此,采用非线性超声检测方法对选区激光熔化316L不锈钢疲劳损伤进行检测是可行的。
针对个性化树脂镜片的加工特点,在详细分析镜片的数学模型基础上,提出1种4轴数控加工模式,用以替代原有5轴曲面加工才能完成的任务,并在此基础上研制开发一种全新高效自动化个性树脂镜片加工设备。该设备具有机械手上下料、双主轴高速复合加工等特点,采用刀具切割代替砂轮磨削的镜片加工工艺,一次装夹即可实现镜片的轮廓切割、钻孔、表面刻字等一系列完整的复合加工,降低了劳动成本,大大提高了镜片加工的效率和精度。
设计了一种适用于轴类零件的新结构快换磨齿夹具,涨紧间隙更大,夹具通用性更高;根据不同零件更换系列化的快换涨套,可实现快速换产;通过设计大行程的中心活顶尖引导零件装夹,解决了自动化生产时工件装夹容易错位问题;该新结构夹具方案已验证可行并在大批量生产中推广应用。
针对薄壁件在铣削加工过程中容易受力变形的问题,以烟花算法(FWA)为基本模型对其内部迭代过程进行改进,提出一种计算效率更高、结果更为精确的改进烟花算法(IFWA),并将改进烟花算法与BP神经网络相结合对薄壁件铣削加工参数进行优化。仿真结果表明:相比于PSO-BP算法和GA-BP算法,用IFWA-BP算法所得到的铣削参数加工出的薄壁件变形量更小,并通过现场加工实验进一步证明IFWA-BP算法对铣削参数优化的精确可靠。
针对目前某军工企业双金属铸件圆孔测量时存在的工作效率低和精度差等问题,提出了一种基于机器视觉的双金属铸件圆孔测量方法。该方法利用亚像素边缘检测算法进行圆孔的内外圆的检测,通过引入轮廓的全局性参数K来获取所选轮廓内的最佳拟合圆,得到该圆孔的圆心和半径,并算出圆孔的同心度。实验结果证明,测量方法提高了检测效率,能够快速地测量出圆孔的尺寸,并使误差缩小到2个像素,测量误差降低了20%。
激光切割广泛应用于薄壁件切割,而切割温度对加工精度影响较大。针对薄壁类零件激光切割过程中温度场的瞬时变化及被加工件的热弹塑性变形,提出了一种基于傅里叶定律的热损失计算方法,分析了不同热现象对温度场与变形量的影响。结果表明,材料比热容为分析关键因素之一,其变化对温度场影响比例高达13.8%,不可忽略;热传导是影响加工质量的主要热损失方式,其导致温度下降49.58%;而热辐射、热对流对温度场的影响小于0.1℃,当加工精度要求在微米级以下时,热辐射和热对流产生的热变形可忽略不计。
运用SolidWorks软件建立数控磨床床身模型,导入ANSYS分析软件分别进行静力学和模态分析。根据分析结果,对床身壁厚、掏沙孔形状及筋板布局等结构进行优化设计。综合各结构优化方案,优化后的床身体积增加1.199%,最大变形可以减小52.034%,第一阶固有频率提升21.478%。
通过对刀具制造企业刀具编码的需求分析,依据编码分类理论,提出可视化柔性编码系统(VFCS),对VFCS系统进行功能分析,划分为代码结构设计、码位内容设计、代码输入与运行解析、代码查询4个组成模块。首先,完成了开发平台选型以及编码规范的基于XML的数据结构描述;其次,代码规范设计分成结构设计、码段内容设计两个部分,实现代码逻辑与内容相分离;最后,将代码结构信息定义成图形节点,利用交互绘图方法进行可视化建模,用有限状态机和有向图遍历实现代码结构解析,完成了VFCS系统设计。可视化编码技术既具有实用高效性又能提
以渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,考虑热效应和时变效应,建立油水两相流模型和齿轮的热弹流润滑模型,探究润滑油中含水率对油水两相流体的黏度及齿面润滑特性的影响。研究结果表明:润滑油中混入冷却水后,当含水率不超过5%时,随着含水率的增加,油水两相流体的黏度不断增大;含水率为5%时,油水两相流体的黏度达到其峰值,之后随着含水率的增加,油水两相流体的黏度不断减小。适当增加含水率可改善齿面的润滑特性,但考虑油膜温升及对设备的腐蚀磨损,应将含水率控制在5%以内。