基于智能积分的数控车削加工过程模糊控制地研究.pdfVIP

第13卷增刊 振动工程学报 Vol，13NoS 2000年10月 ofVibration 0ct2000 Journal Engineering 基于智能积分的数控车削加工过程 模糊控制的研究8 王太勇 刘增强秦旭达 (天津大学机械工程学院机械电子系天津．300072) 桫 摘要’分析了基本模糊控制器的原理及其缺点．提出了采用具有智能积分的模糊控制器对数控 车削过程进行恒力控制的一种方法。经计算机仿真，此模糊控制器具有较好的自适应性和鲁棒性 并且减小了极限环。数控车削试验结果表明，提高丁切削效率，保护了刀具。 关t词：自适应控制；车削过程；智能积分模糊控制嚣 7‘ 中田分类号：TP273 目前就机械加工和数控编程而言，加工程序一旦输入到数控系统并开始运行，机床则严 格按照程序所规定的刀位轨迹、切削深度、进给速度和主轴转速等信息进行工作。编程过程 中，从安全的角度考虑，在选定切削参数时，往往以最坏的切削条件(如加工余量为最大等) 作为依据，而且加工过程中各种随机因素的影响，都难以保证选择的切削参数完全合理，所 以往往要实时改变进给速度或主轴转速等参数，使机床的加工过程处于合理状态。鉴于此， 作者采用具有智能积分的模糊自适应控制，根据加工过程中所采集的信息自动地调节切削 参数，使机床在最佳或合理的伪痊下工作…。经数控车削实验验证，提高了切削效率，保护了 刀具。 1 具有智能积分的自适应模糊控制系统 由于机械切削加工过程是一个具有高度非线性、时变性、随机干扰严重和非最小相位性 的复杂动态过程，传统的白适应控制技术难以对其实现自适应控制，而且也容易造成模糊控 制规则或者粗糙或者不够完善，都会不同程度地影响控制效果…”。为了弥补这个不足，自然 就考虑到模糊控制器向着自适应方向发展，使得模糊控制参数或／和规则在控制过程中自 动地调整、修改和完善，达到最佳的控制效果。通过对专家和操作经验的总结，设计了具有 智能积分的模糊控制器。 · 国家自然科学基金资助项目(编号 收稿日期：2000—06—30 增刊 王太勇等：基于智能积分的数控车削加工过程模糊控制的研究 345 在进行模糊控制器的智能积分功能设计前，先分析一下被广泛使用的PID控制器。在连 续控制系统中，模拟调节器最常用的P1D基本形式为 幽)=晦㈨+缶卜∽¨乃学] … 式中 ef￡j为输入函数，即系统偏差，uf￡J为输出函数，j0为比例系数，∞为积分时间常 数；To为微分时间常数。 将以上功能在计算机上实现，设r为采样时间．i，^为采样序号，因采样周期相对于信 号变化周期是很小的，可以用矩形面积算法算积分，用向后差分代替微分。即 协￡)dI=∑盯 (2) 掣：型业T出 ～o’(3) 于是可写成 础心㈨+戋套”趟掣] (4) 设 础)=掣=趔{刨 (5) 则 I ． ． ． u(＆)=耳№)+击∑e．T+T．ec(k)l。 (6)