銑削加工過程的模糊PID控制.pdf

1、金屬銑削加工過程是一種具有非線性、時(shí)變性和影響因素不確定的復(fù)雜系統(tǒng)，難以用精確的數(shù)學(xué)模型來描述。隨著加工技術(shù)和生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提高，對(duì)加工系統(tǒng)自動(dòng)控制的魯棒性能要求越來越高。而傳統(tǒng)的基于精確數(shù)學(xué)模型的控制算法對(duì)此類復(fù)雜系統(tǒng)的控制難于勝任，因此，不依賴數(shù)學(xué)模型的智能控制將為加工過程提供新的控制方法?；谶@種考慮，本文將模糊控制引入到銑削加工過程，并結(jié)合PID控制，構(gòu)成模糊PID復(fù)合控制方法，以期實(shí)現(xiàn)對(duì)銑削加工過程中諸如變工況的一類不確定信

2、息進(jìn)行有效而穩(wěn)定的控制。 本文在分析閉環(huán)銑削加工控制系統(tǒng)的不確定性的基礎(chǔ)上，論述了PID控制的原理，討論了PID參數(shù)對(duì)其控制性能的影響。接著提出了銑削加工過程的PID控制，通過假定一些工況的變化模擬加工過程中出現(xiàn)的不確定信息。計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在背吃刀量突變時(shí)超調(diào)量很大。為了克服這一缺點(diǎn)，進(jìn)而提出銑削加工過程的模糊控制，以使得切削力盡可能快速、無差、穩(wěn)定地跟蹤設(shè)定的期望值。文中討論了模糊控制器的設(shè)計(jì)方法和步驟，分析了模糊控制

3、的特點(diǎn)，構(gòu)建了銑削加工過程的模糊控制器并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。 在此基礎(chǔ)上，提出了銑削加工過程的模糊PID控制。用Matlab軟件分別對(duì)這三種控制方法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了深入的分析。最后，在XK5140數(shù)控銑床上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變工況銑削過程的閉環(huán)控制，針對(duì)上述的控制方法進(jìn)行了實(shí)際切削加工的實(shí)驗(yàn)。 計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果表明，銑削加工過程的模糊控制響應(yīng)速度很快，魯棒性能好，但存在一定的穩(wěn)態(tài)誤差；PID控制的穩(wěn)態(tài)性能很好，但超調(diào)