高质量加工中四次多项式速度规划算法研究

通过分析数控机床加工时常用的速度规划算法,针对加工过程中由于加速/减速时速度不平滑、加速度及加加速度突变导致数控机床振动的问题,提出一种四次多项式加减速控制方法,并给出了四次速度方程的详细推导步骤,然后介绍了基于四次多项速度规划的参数曲线插补方法。该方法能保证数控机床在高速加工过程中的速度、加速度及加加速度实现连续变化,缓解高速加工产生的过冲。仿真实验表明,四次多项式速度规划算法能够使机床实现柔性加减速控制,从而满足高质量加工的要求。     

面向高质量加工的NURBS曲线插补算法

通过分析数控系统加工时常用的插补算法的特点,提出一种基于NURBS曲线的插补算法.该算法包括速度规划和实时插补两部分:速度规划部分考虑了工件加工时允许的最大轮廓误差,以保证高速运行过程中加速度的连续,使机床运行平稳,避免产生大的冲击;实时插补部分应用弦截法计算插补参数,能将实时插补产生的速度波动控制到理想水平,进一步减小了机床震颤.仿真实验结果表明,文中算法能够减小机床振动,实现高质量加工.     

粒子群优化算法求解最优控制点的非均匀有理B样条曲线拟合

为使参数曲线拟合在压缩数据量的基础上仍能保持较高的精度,提出了一种基于特征点提取、最小二乘法逼近以及粒子群优化算法求解最优控制点的高精度非均匀有理B样条（NURBS）曲线拟合方法。首先,以反曲点和曲率极值点作为筛选依据从所有离散数据点中提取特征点;然后,将特征点在最小二乘法下逼近,并根据所得线性方程组计算得到初始控制点;最后,以初始控制点的位置坐标构造粒子初始种群,并建立一个衡量离散数据点与拟合曲线误差的适应度函数,且利用粒子群优化算法对初始控制点的位置进行迭代优化,直至达到最大迭代次数为止。在叶片和蝴蝶截面原型上进行的实验验证的结果表明,所提方法使待拟合数据量分别压缩为原来数据量的25/117和120/283,且与以精度高为优势的增加辅助控制点的方法相比,所提方法的拟合精度分别提高了57.1%和22.9%,在已有曲线拟合研究方法中具有较强竞争力。     

基于MQTT的企业消息推送系统

消息推送系统在实现企业办公自动化方面有着重要的作用,通信协议和系统架构的设计是企业消息推送系统性能优化的关键因素.传统的标准化协议方案在移动互联网领域的应用存在着实现复杂和流量消耗大等缺点.针对这一问题,结合企业消息推送系统的特点,采用物联网领域的轻量级协议MQTT来设计企业消息推送系统的通信协议,通过设计MQTT话题区分社交通知、即时消息和状态呈现等功能,在满足了应用需求的同时保证了协议的简单易实现和流量消耗小等适用于移动互联网的优势.另一方面,在传统的对称和非对称设计的服务器架构之上,提出了信息上非对称和功能上对称的系统架构,为企业消息推送系统的构建提供了一个详细的解决方案.该方案在满足系统设计需求的同时提高了系统的可扩展性.     

基于速度平滑控制的高效非均匀有理B样条曲线插补算法

为提高曲面加工的质量和效率,提出了一种基于冗余误差和速度平滑控制的非均匀有理B样条曲线插补算法.该算法先按照曲率大小将非均匀有理B样条曲线分段,再根据数控机床最大加速度调整分段.消除了曲率突变对加工的负面影响.同时为每个分段分别设置合适的编程进给速度,提高了加工效率.最后提出两段速度平滑控制方法,使速度过渡更为平滑.模拟试验证明了该算法的有效性.     

基于生成对抗网络模型的小样本PM2.5预测

针对目前数据驱动的方法在小样本下PM_2.5预测准确率较低的问题,提出一种基于生成对抗性网络(GAN)模型PME-GAN,用于在线预测PM_2.5浓度值。在生成器中加入长短期记忆网络(LSTM)并用于提取输入数据的时序特征,在判别器中加入多层感知机网络(MLP),通过生成器对PM_2.5浓度值进行预测。与LSTM、GRU、CNN-LSTM和CNN-GRU 4种模型进行对比实验,结果表明,该方法在小样本数据集上具有更高的预测准确率,对保定测试集的后25%数据开始预测,预测效果很好。     

粒子群优化算法求解最优控制点的非均匀有理B样条曲线拟合

为使参数曲线拟合在压缩数据量的基础上仍能保持较高的精度,提出了一种基于特征点提取、最小二乘法逼近以及粒子群优化算法求解最优控制点的高精度非均匀有理B样条（NURBS）曲线拟合方法。首先,以反曲点和曲率极值点作为筛选依据从所有离散数据点中提取特征点;然后,将特征点在最小二乘法下逼近,并根据所得线性方程组计算得到初始控制点;最后,以初始控制点的位置坐标构造粒子初始种群,并建立一个衡量离散数据点与拟合曲线误差的适应度函数,且利用粒子群优化算法对初始控制点的位置进行迭代优化,直至达到最大迭代次数为止。在叶片和蝴蝶截面原型上进行的实验验证的结果表明,所提方法使待拟合数据量分别压缩为原来数据量的25/117和120/283,且与以精度高为优势的增加辅助控制点的方法相比,所提方法的拟合精度分别提高了57.1%和22.9%,在已有曲线拟合研究方法中具有较强竞争力。     

五轴联动数控加工中的微小程序段插补方法

针对五轴联动数控系统在加工微小程序段时频繁启动/停止导致机床产生剧烈振动的问题,提出一种五坐标微小程序段插补方法.该方法能够对多个微小程序段进行统一加减速处理,在保证加工精度的同时,实现对微小程序段的连续加工.五轴联动数控系统上的仿真实验结果表明该方法减少了加工微小程序段时的加减速频率,提高了加工速度.     

微小直线段的动态自整定插补算法

针对目前数控系统中采用微小直线段拟合复杂曲面导致数控机床振动、加工精度低等问题,结合直线 加减速规划方法,提出了一种加工连续微小直线段的新方法．该方法根据用户所需的加工精度、相邻微小直线段间 的拐角角度、各轴的最大加速度等自动调节拐角处的进给速度．在蓝天数控系统上的加工实验结果表明,该方法在 保证加工精度的前提下,能够实现微小直线段的高速加工．     

用自校正模糊滑动控制器解决数控系统中的非线性问题

随着数控系统向高速、高精度方向发展,伺服轴的非线性特性已成为影响控制器性能的重要因素。针对控制系统中的非线性问题,基于变结构的模糊滑动控制奠定了解决问题的理论基础。然而,在实际的轴控制中,由于多种非线性间的耦合效应,单纯采用模糊滑动控制存在着相应的问题。为了消除非线性特性间影响,探讨了将自校正控制引入模糊滑动控制的方法。通过仿真试验,建立了模糊滑动控制的自适应律;根据轴控制对象,设计了自校正环节的控制函数,建立了一种自校正模糊滑动控制器。该控制器不仅可利用模糊滑动控制的鲁棒特性,而且可在线调节控制器的参数。针对反向间隙与死区的仿真试验表明,自校正模糊滑动控制器执行效率更高,误差更小,可以很好地解决数控系统轴控制器中存在的非线性问题。