微細電火花加工智能控制算法的研究與應用.pdf

1、微細電火花加工是精微產品加工的一個重要方法，其加工技術倍受學術界和工業(yè)界的關注。隨著微納技術的快速發(fā)展，微細電火花機床的加工效率和加工質量都受到了嚴峻的挑戰(zhàn)。有效的微細電火花加工控制系統(tǒng)是實現(xiàn)準確、高效和穩(wěn)定微細電火花加工的前提和基礎。然而由于微細電火花加工系統(tǒng)屬于復雜對象、復雜環(huán)境和復雜任務的非線性系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)的設計一直是阻礙微細電火花加工技術發(fā)展的瓶頸。智能控制方法為解決這類復雜非線性問題提供了一條有效的途徑，是微細電火花控制方

2、法研究的重要方向。根據(jù)微細電火花加工特點，從系統(tǒng)軟硬件環(huán)境入手研究適合微細電火花加工的智能控制算法是十分必要的。
　　 針對微細電火花加工過程中放電脈沖頻率高、放電波形畸變嚴重、干擾復雜等特點，本文提出了一種兩階模糊邏輯微細電火花加工控制方法：第一階模糊邏輯計算采樣點的放電狀態(tài)，從點的角度分析當前的加工狀態(tài)，然后對一個周期內所有點的放電狀態(tài)進行分類統(tǒng)計，計算出周期放電狀態(tài)，從宏觀上得到一段時間的加工狀態(tài)；第二階模糊邏輯以前一階的

3、周期放電狀態(tài)作為輸入推理出伺服進給速度。采用加工過程中采集到的數(shù)據(jù)作為訓練數(shù)據(jù)，利用BP算法對兩階模糊邏輯隸屬度函數(shù)進行神經網(wǎng)絡優(yōu)化。
　　 在控制系統(tǒng)設計方面，采用工業(yè)控制計算機搭載數(shù)據(jù)采集卡和運動控制器的方式實現(xiàn)加工過程的檢測控制功能一體化。在Windows平臺上利用VC++設計開發(fā)了微細電火花加工控制系統(tǒng)軟件，將數(shù)據(jù)采集、脈沖電源控制、電機運動控制、機床狀態(tài)顯示等功能集成一體，方便加工操作，為兩階模糊邏輯智能控制方法的應用

4、提供了保障。
　　 在自主研發(fā)的微細電火花機床上，通過大量實驗數(shù)據(jù)對兩階模糊邏輯的隸屬度進行優(yōu)化訓練：對第一階模糊隸屬度函數(shù)優(yōu)化后，加工過程中火花較優(yōu)化前更為連續(xù)；對第二階模糊隸屬度函數(shù)進行優(yōu)化后，電極有效進給速度增加。加工試驗結果表明兩階模糊邏輯控制方法明顯優(yōu)于傳統(tǒng)控制方法，并且用神經網(wǎng)絡對模糊邏輯的隸屬度函數(shù)進行優(yōu)化訓練是進一步提高微細電火花加工效率的有效手段。因此，本文提出的兩階模糊邏輯控制方法非常適于微細電火花加工，為提