基于改进PSO优化模糊神经网络的数控机床故障诊断技术研究

数控机床故障具有隐蔽性和复杂性的特点,为了快速准确地识别数控机床发生的故障,结合粒子群算法全局搜索能力强、寻优速度快及模糊神经网络容错能力强、自适应性强的特点,提出了将模糊逻辑、RBF神经网络及粒子群算法有机结合的数控机床故障诊断方法。为了改善粒子群算法局部搜索能力,在标准粒子群算法的基础上,改进粒子群的速度更新公式和惯性权重,以此优化模糊神经网络结构参数,从而建立起改进PSO优化模糊神经网络的数控机床主轴伺服系统故障诊断模型。实验和仿真结果表明:与RBF神经网络、标准PSO优化模糊神经网络相比,改进PSO优化模糊神经网络的故障辨识准确性更高、泛化能力更强。     

微细组合电加工样机研制及实验研究

基于新研发的一套微细组合电加工样机μEM-200CDS2,介绍了研发过程中探索出的最小脉宽可以达纳秒级的双功能微能脉冲电源以及样机中的若干关键技术,包括放电状态的双参数检测技术、工具电极在位多功能磨削技术、工作液稳定供给控制技术等。其中,双功能微能脉冲电源具备主动消电离环节,可以减少脉间的残余电荷放电,有利于提高加工表面质量;组合电加工样机床身设计有利于提高系统的加工精度和效率。最后,结合小孔的加工试验研究了典型的组合电加工工艺过程,结果表明:该过程中,可以并行完成工具电极在位修整与零件加工,有利于提高微小特征的加工效率。     

锤式破碎机销轴的疲劳分析及改进措施

利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对锤式破碎机上销轴的特性进行了分析,找出了销轴工作过程中最大应力分布规律,揭示了破碎机销轴的断裂机制,并验证了PSX-88104破碎机上的销轴符合疲劳设计强度要求;通过试验验证了最大应力分布规律,并对断裂销轴进行了宏观断口分析,发现其为疲劳断裂。分析表明:定期更改销轴的位置能够有效延长销轴的使用寿命。     

挖掘机回转接头耐久性全自动试验系统的研究

为了对回转接头进行耐久性测试,拟定了耐久性全自动试验系统构成方案。耐久性试验系统液压加载部分采用了双作用自动增压缸,回路工作压力可达42 MPa,由伺服电机经行星减速器降速后带动回转接头的回转轴与壳体相对转动,实现了转速、转向及转角的自动调节,结构紧凑、体积小、运转平稳;通过PLC控制电磁阀的得失电,控制伺服电机的转速、转向及转角,由PC机实时显示采集到的油温、油液流量、油液压力、回转接头的驱动转矩与转速数据,生成压力、流量、油温变化曲线,从而在国内首次实现了回转接头性能参数的自动检测、实时显示。     

激光机加工落叶松技术参数的优化

针对激光加工技术文件中矢量图技术文件的画法设置提出了注意事项。由于激光加工木材的复杂性,选择在高速下切割落叶松,采用正交试验法对单次切割和5次重复切割的技术参数变化趋势进行分析。结果表明:单次切割时,镜头高对缝深和缝宽影响最为明显,其次是切割速度,最后是功率,故应先调整镜头高;5次切割时,首要考虑的是功率,其次是镜头高和切割速度。为了使结果更直观,提出三维图分析方式,并给出画法规定。利用该方法,可根据分析目标的需求,对不同参数的变化规律进行单因素和多因素分析。     

电火花线切割NC代码编译与运动轨迹仿真研究

针对目前电火花线切割数控系统NC代码编译复杂并且几乎不具备扩展性和通用性的问题,提出一种简单、清晰的线切割NC代码编译方案。基于.NET开发平台,采用C#开发语言,通过正则表达式进行词法分析,使用自定义函数进行语法分析。采用该方案能对简单平面图形、锥度切割和上下异形切割进行编译。通过.NET绘图功能显示图形,利用逐点比较插补法,对直线和圆弧进行插补,实现运动轨迹仿真。     

基于EEMD多维特征的旋转机械故障识别方法研究

为有效诊断旋转机械故障,提出基于集合经验模态分解（EEMD）的多维特征提取故障诊断识别方法。利用EEMD将原始振动信号分解为若干个本征模态函数（IMF）,分别计算原始信号和IMF分量的时域指标;将时域指标进行奇异值分解,得到奇异值特征向量,计算原始信号频率带能量比和IMF分量能量比;将IMF分量能量比、奇异值特征向量、频率带能量比组合为故障特征向量,作为神经网络的输入,对转子的工作状态进行诊断识别。结果表明：多维特征向量的识别效果优于EEMD能量特征,能更充分反映出转子的故障特征。     

基于改进交叉耦合的多永磁同步电机速度同步控制

为减少多永磁同步电机在启动过程中的同步误差并降低电机的启动时间,以传统的交叉耦合控制结构为基础,结合模糊自调整滤波器和新型同步补偿器,提出基于改进交叉耦合的多永磁同步电机速度控制方法,即通过模式选择器对模糊控制器进行工作模式的切换,同时在不同的额定速度和负载转矩下自动调整各电机的软化系数,使各电机在启动过程中遵循软化转速轨迹;通过设计同步补偿器实现相位超前,进而降低同步误差并缩短电机调整时间。最后基于永磁同步电机调速控制平台进行了仿真对比验证。结果表明：在电机负载启动与稳态突变阶段,相比传统的控制结构,改进的交叉耦合控制结构的最大同步误差分别降低了55%和25.7%,速度调整时间同比减少了23%和39%,有效提高了系统的同步性能和动态响应能力。     

冷搓成形工艺参数对花键晶粒度影响的研究

根据花键轴零件冷搓时所使用刀具的参数以及轴坯的基本参数建立模型;对花键轴的冷搓加工过程进行数值模拟,模拟的花键齿形与实际相符。在此基础上设置模型的微观仿真参数,从微观层面上对加工过程中微观尺寸的变化进行仿真。由于材料性能与其晶粒尺寸有关,故冷搓成形过程中以微观晶粒尺寸与数量变化情况作为指标,采用正交试验探究摩擦因数、搓齿运动速度以及环境温度对晶粒度的影响程度。通过极差和方差法分析3个因素对材料微观晶粒尺寸的影响,得到搓齿运动速度对晶粒尺寸的影响显著。     

基于渐进损伤模型的机床复合材料传动轴扭转性能分析

利用考虑就地效应的Hashin失效准则和刚度非线性退化方法,并且引入Cohesive界面单元,采用ABAQUS有限元分析软件的子程序UMAT编写面内和层间渐进损伤模型,建立实体单元和Cohesive界面单元结合的实体模型,对纤维增强复合材料传动轴的扭转屈曲和后屈曲性能进行研究。利用模型对该项目试验结果进行验证,对某文献中的碳纤维复合材料轴进行有限元分析,并与试验数据进行比对,验证有限元模型的可靠性。结果表明：所建立的渐进损伤模型对拉伸载荷作用下的层合板失效强度的计算精度较高;压缩载荷作用下,利用该模型进行屈曲和后屈曲分析时的计算结果和试验结果吻合度较高;利用所提出的渐进损伤模型对碳纤维复合材料传动轴进行扭转屈曲和后屈曲失效分析,所得结果与试验结果吻合度较好。