工艺系统部分随机因素对加工过程的涉扰性分析

分析了机械加工过程产生涉扰的工艺系统部分的随机因素,以及该类随机因素对加工过程涉扰的机理;给出了估计涉扰程度的方法;提出了减少工艺系统部分随机因素对加工过程涉扰的对策。     

基于质量损失的加工过程可靠性评估方法

为定量评估加工过程中各种随机因素造成的两类特性偏差对加工过程可靠性的影响,从完成生产任务的角度出发,将生产任务的时间(T)、质量(Q)、成本(C)均看作产品特性,研究了加工过程可靠度的概念,分析了工艺加工过程中的质量特性的关联机理,基于质量损失函数构建了加工过程的产品特性与任务载荷要求PL、过程特性与生产能力PC的关系模型。根据工艺设计及设备的固有生产能力,参考广义应力—强度干涉理论,提出了加工过程的任务载荷—生产能力(PL-PC)模型,建立了加工过程可靠性状态函数,并给出了评估框架。以某轴承的镀膜过程为例,验证和分析了模型和评估方法的可行性和有效性。     

基于MATLAB统计分析加工误差的零件质量控制

机械产品加工的工艺过程是一个复杂的系统工程,工件的加工误差是许多随机因素共同作用的结果.应用数理统计方法对加工过程中工件的尺寸误差进行了诊断分析,确定了一批工件加工误差的总体规律,找出了在工艺上控制误差的措施和解决问题的途径.可利用MATLAB软件在数学计算中的优势,结合机械加工中测量的数据,对数据进行高效和可靠的处理,绘制出直方图等可视化的图表,帮助工艺人员对误差产生的原因进行便捷和高效的分析,并运用适当的方法减少误差,提高加工精度.     

考虑冲突的模具生产计划调度系统研究与实现

模具作为一种特殊的产品,在生产加工过程中经常受随机因素的冲击,其计划调度及交货期难以保证,关键加工设备利用率低。本文结合模具生产实际,重点研究了随机冲突的处理方法与过程,给出其生产计划、调度系统的组成与实现,通过实例说明这种的有效性。     

电解加工过程中智能故障诊断方法的研究

介绍了利用多种传感器对电解加工的过程进行在线检测,获得反映加工过程变化的工艺参数,经数据处理后,利用自适应共振神经网络对工艺参数进行智能识别,从而实现对加工过程的故障诊断。由于采用了多信息融合技术．大大提高了系统故障诊断的准确性和可靠性。     

数控铣削加工过程动力学仿真技术研究与应用进展

数控加工过程动力学仿真技术越来越受到国内外制造业和学术界的重视与研究,是工艺参数选择和优化的前提和基础.本文以数控铣削加工过程为研究对象,对动力学仿真技术的发展和研究现状进行了论述,重点介绍了本实验室开发出的一套铣削加工过程动力学仿真优化系统.利用该系统可以对数控切削加工中的动态铣削力、主轴功率、主轴转矩、工件与刀具的振动变形等变量进行计算与仿真,基于仿真系统分析,可以准确地计算出整个加工过程的稳定切削区域,为数控切削过程工艺参数的合理有效选择提供依据和指导.     

自适应控制系统在数控机床闭环控制中的应用研究

利用自适应控制系统,实现在线检测数控加工过程中引起加工误差的随机因素参数及工件的精度指标,实时调整切削加工参数,提高加工零件的精度。研究适应当前数控机床的"PC+自适应控制器"结构,实现数控机床自适应闭环控制,提高数控加工过程的自适应控制能力、加工精度及加工效率。     

花键冷滚压成形力测试与分析

根据花键冷滚压加工原理,按机床受力,将加工过程中的滚压力分为主轴转矩和径向进给力两部分。设计测试方案,用计算机数据采集系统测得了主轴转矩和径向进给力在滚压过程中的实时变化曲线,分析了它们的变化特征,得出压入阶段结束时滚压力取最大值。对不同的工艺参数进行实验,得到了工艺参数对最大滚压力的影响规律。     

铣削加工表面位置误差的可靠性灵敏度分析

铣削加工表面位置误差对工件的加工精度起决定性作用,而在铣削过程中的切削参数是随机的,传统铣削加工位置误差预测方法忽略了随机因素的影响,容易产生较大的分析误差。首先建立铣削加工过程动态模型,而后采用全离散法获取铣削加工位置误差随主轴转速的变化规律,最后推导了一种基于Kriging拟合的蒙特卡罗分析方法,开展铣削加工过程可靠性和可靠性灵敏度分析。数值算例表明,所述方法具有较高的精度和效率,且可靠性和可靠性灵敏度分析结果对于评价铣削加工过程的可靠性以及铣削加工参数的灵敏度具有重要的指导意义。     

机械加工误差统计分析与控制系统的设计和实现

利用可视化编程技术建立了机械加工误差统计分析与控制系统。工件加工过程中的尺寸数据传输到系统后，系统可按用户要求自动生成直方图或均值一极差值控制图，计算工艺能力系数，作出加工过程是否处于稳定状态及处于何种稳定状态的判断，指出加工过程失稳时的可能原因及相应的工艺改进方向与措施。     

航空相机镜筒位置控制的扰动估计与补偿

在航空相机镜筒速度内环设计了自抗扰控制器,以减小镜筒内偏心凸轮机构的运动对镜筒的扰动.采用扩张状态观测器对扰动进行实时估计,并生成扰动补偿量抵消扰动的影响.首先,分析了凸轮机构的运动对镜筒扰动的特点.然后,建立了镜筒的数学模型,基于带宽的单参数化设计思想设计了扩张状态观测器及带扰动补偿的控制律,设计了镜筒位置控制器.最后,在镜筒上对控制器的抗扰动性能进行了验证,并与目前航空相机常用的一阶平方滞后超前校正法进行了比较.结果表明,采用自抗扰控制能将凸轮机构对镜筒的扰动偏差减小为传统方法的50％左右.在提高系统抗扰动性能的同时,控制器增益减小约2个数量级,大大降低了对控制器增益的要求,提高了系统的稳定性,对改善航空相机控制系统的抗扰动性能及降低控制器设计难度具有较高的实用价值.     

光电稳定平台中高阶扰动观测器的应用

由于光电稳定平台在稳定视轴时易受到摩擦、风阻、不平衡以及载体扰动等干扰力矩的影响,本文研究了利用高阶扰动观测器抑制扰动力矩的机理和方法。该扰动观测器由控制对象的逆模型和进行了高阶设计的改进型滤波器组成。提出的方法将观测量作为电流环的输入,利用电流环超高的控制带宽抑制扰动力矩。对系统的扰动抑制能力进行了仿真,结果显示高阶扰动观测器对高阶扰动模型具有很好的抑制能力:对于阶跃扰动和斜坡扰动,三阶扰动观测器的抑制率为100%;对于抛物波扰动,三阶扰动观测器的抑制率为99.9999996%。另外,观测器对于控制对象模型的摄动具有很好的鲁棒性。提出的方法可以在提高伺服系统响应速度的同时保证系统的鲁棒性,满足光电稳定平台的应用要求。     

遥感相机对空间动力学干扰源的响应分析

航天相机在空间运行过程中,受到许多动力学干扰源的作用,这些干扰源如何影响相机的成象质量是一个倍受关注问题,而透彻分析动力学干扰源并掌握相机光学系统在动力学干扰源作用下的响应是解决这一问题的前提。本文对空间动力干扰源进行了详细分析,建立了飞船和相机系统的有限元模型,计算相机及其光学系统在空间动力干扰源作用下的响应。     

Control of unstable processes with time delays via ADRC

Active disturbance rejection control (ADRC) treats the external disturbance and internal uncertainties as a general disturbance, and uses an extended state observer (ESO) to estimate it in real-time and feeds it back in the control loop, thus can achieve good disturbance rejection performance. However, ADRC is not quite suitable for unstable delayed processes due to its inherent structure. In this paper, a two-degree-of-freedom (2DOF) control structure is proposed for unstable time- delayed systems. Set-point tracking and disturbance rejection are separated in this structure and ADRC is solely responsible for disturbance rejection. A method to tune the ADRC parameters using all the information of the system is proposed, and robustness and performance of the proposed method are analyzed. Simulation examples show that 2DOF-ADRC can achieve good tracking and disturbance rejection performance.     

Generalized Discrete-time nonlinear disturbance observer based fuzzy model predictive control for boiler–turbine systems

The boiler–turbine system (BTS) is usually subject to the tight input constraint, the strong nonlinearity and the complex disturbance, which makes the control a challenging task To this end, a disturbance observer based fuzzy model predictive control (DOBFMPC) scheme is proposed for the BTS in this paper. The generalized discrete-time nonlinear disturbance observer (GDNDO) is first developed to estimate the higher-order disturbance by systematically extending the conventional nonlinear disturbance observer. The GDNDO exhibits a series structure of the internal states, and can precisely estimate the disturbance if its order is equal to or greater than that of the disturbance In addition, a baseline fuzzy model predictive control (FMPC) law is synthesized on the fuzzy model. With FMPC, the asymptotic stability is guaranteed, and meanwhile the input constraints are satisfied by both the free control variables and the future control inputs in the form of the state feedback law. At last, the disturbance estimate and the FMPC are applied to constitute the DOBFMPC law. With the proper design of the disturbance compensation gain, the disturbance influence is removed from the output channels by the composite DOBFMPC law at the steady state. Simulations for a 300 MW subcritical BTS well demonstrate the effectiveness of the proposed control scheme.     

滚仰式导引头稳定和跟踪特性研究

文中对用于近距格斗空空导弹的滚仰导引头在弹体扰动下的稳定和跟踪特性进行了研究.根据滚仰导引头的框结构,采用坐标变换分析了弹体扰动对导引头的影响,并得到了通过滚转框架角控制实现滚仰导引头完全隔离弹体扰动的条件,建立了滚仰导引头半捷联稳定控制模型,并进行了滚仰导引头稳定和跟踪特性仿真.仿真结果表明,当存在偏航扰动时,导引头...     

微机控制系统感性负载切投时干扰产生的机理及抑制

电感性负载切投时所产生的干扰是计算机控制系统最常见最严重最难克服的干扰之一。本文借助等效电路，对感性负载切投时产生干扰过程作了分析研究，并提出了抑制干扰的措施。     

基于点集优化和干扰点模糊化的车道线识别

提出了一种抗干扰车道线识别方法，通过对车道线点集的优化，能够去除道路上行驶的其他车辆造成的干扰。优化过程主要包括点集元素的预挑选、干扰点的去除以及有效点的补充。在干扰点去除的过程中，针对车辆边界很难精确定位的问题，对干扰点集进行了模糊化处理，引入隶属度函数对点集中元素的干扰程度进行描述。多工况试验证明，车道线识别方法能够稳定地对车道线进行识别，准确地提取车道线参数，并且算法体现出了对车辆干扰的良好抵抗能力。     

四旋翼不确定干扰前馈补偿与反步滑模姿态控制

针对四旋翼控制中由外部不确定干扰和系统参数不确定引起的具有时变特性的不确定界干扰问题,设计一种不确定干扰前馈补偿的反步滑模姿态抗干扰控制方法。采用牛顿欧拉方法建立带不确定干扰的四旋翼6自由度动力学模型,然后采用非线性干扰观测器对姿态系统中的不确定干扰进行观测估计,进而基于不确定干扰估计量的前馈补偿设计反步滑模控制器,最后通过Lyapunov理论验证了系统的稳定性。仿真结果表明,所设计的控制器可以有效解决外部干扰和系统参数不确定导致的系统高阶不确定性问题,实现不确定干扰下的四旋翼鲁棒控制,同时改善传统滑模中控制输入不连续的情况。通过仿真与抗干扰飞行实验验证了所设计的控制策略在应对快时变特性干扰时具有较好的鲁棒性。     

基于多周期有限维重复控制的转台动不平衡扰动抑制

通过建立三轴转台的动不平衡模型,得出转台存在多周期扰动力矩。该多周期扰动力矩与转台三轴转速有关,影响转台的定位精度、位置精度和速率精度。为抑制三轴转台系统的扰动力矩,提出多周期有限维重复控制方法,并证明该方法能消除多周期扰动引起的转台系统误差。仿真结果表明多周期有限维重复控制可以有效地抑制转台系统存在的动不平衡扰动。