微細(xì)電火花加工智能控制算法的研究與應(yīng)用.pdf

1、微細(xì)電火花加工是精微產(chǎn)品加工的一個重要方法，其加工技術(shù)倍受學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的關(guān)注。隨著微納技術(shù)的快速發(fā)展，微細(xì)電火花機(jī)床的加工效率和加工質(zhì)量都受到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。有效的微細(xì)電火花加工控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、高效和穩(wěn)定微細(xì)電火花加工的前提和基礎(chǔ)。然而由于微細(xì)電火花加工系統(tǒng)屬于復(fù)雜對象、復(fù)雜環(huán)境和復(fù)雜任務(wù)的非線性系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)的設(shè)計一直是阻礙微細(xì)電火花加工技術(shù)發(fā)展的瓶頸。智能控制方法為解決這類復(fù)雜非線性問題提供了一條有效的途徑，是微細(xì)電火花控制方

2、法研究的重要方向。根據(jù)微細(xì)電火花加工特點(diǎn)，從系統(tǒng)軟硬件環(huán)境入手研究適合微細(xì)電火花加工的智能控制算法是十分必要的。
　　 針對微細(xì)電火花加工過程中放電脈沖頻率高、放電波形畸變嚴(yán)重、干擾復(fù)雜等特點(diǎn)，本文提出了一種兩階模糊邏輯微細(xì)電火花加工控制方法：第一階模糊邏輯計算采樣點(diǎn)的放電狀態(tài)，從點(diǎn)的角度分析當(dāng)前的加工狀態(tài)，然后對一個周期內(nèi)所有點(diǎn)的放電狀態(tài)進(jìn)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(jìn)給速度。采用加工過程中采集到的數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，利用BP算法對兩階模糊邏輯隸屬度函數(shù)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。
　　 在控制系統(tǒng)設(shè)計方面，采用工業(yè)控制計算機(jī)搭載數(shù)據(jù)采集卡和運(yùn)動控制器的方式實(shí)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(shè)計開發(fā)了微細(xì)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(jī)運(yùn)動控制、機(jī)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(yīng)用

4、提供了保障。
　　 在自主研發(fā)的微細(xì)電火花機(jī)床上，通過大量實(shí)驗數(shù)據(jù)對兩階模糊邏輯的隸屬度進(jìn)行優(yōu)化訓(xùn)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(jìn)行優(yōu)化后，電極有效進(jìn)給速度增加。加工試驗結(jié)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)對模糊邏輯的隸屬度函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化訓(xùn)練是進(jìn)一步提高微細(xì)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(xì)電火花加工，為提