试析控制数控系统运动平稳性和轮廓精度制约技术

论文导读：关键技术探讨近况20-231.2.1柔性加减速制约技术20-211.2.2连续短线段前瞻插补技术21-221.2.3位置伺服制约技术22-231.2.4轮廓误差制约技术231.3探讨背景与探讨内容23-261.

3.1探讨背景23-241.312下一页

摘要：随着虚拟技术、云计算、物联网、云制造等新型技术从及高速切削和精密加工技术的迅速进展，先进制造技术对数控体系提出更高要求。为了满足先进制造技术的需求，本论文综合应用多种交叉学科的先进论述和办法，围绕数控体系运动平稳性和轮廓精度制约等不足，主要以连续短线段轮廓加工技术、数控伺服制约体系模型辨识与建模技术、独立轴位置伺服制约技术和多轴联动位置伺服制约技术等方面展开探讨。论文主要探讨工作及取得的成果如下：（1）为减小数控体系连续短线轮廓加工历程中速度较大的波动，探讨一种三次参数样条曲线局部平滑过渡办法，设计内接过渡法和外接过渡法两种过渡类型，在转接点附近插入两段或三段三次参数样条曲线进行局部处理，实现转接速度高平稳过渡；为解决嵌入式数控体系柔性加减速速度规划的实时性不足，提出一种简化快速的S形速度规划算法，实现连续短线段高平稳运动。通过仿真和加工实验，验证所提出的办法有效地提升连续短线段轮廓加工的运动平稳性和加工效率。（2）为提升体系模型的建模精度，综合应用支持向量机、粒度计算、体系辨识、免疫算法、微粒群算法等多种交叉学科的先进论述和办法，对数控伺服制约体系模型辨识与建模进行探讨。采取二维搜索算法和支持向量机相结合的思想对数控伺服制约体系的模型结构进行辨识；为提升模型辨识精度，探讨一种基于信息粒度支持向量机的辨识办法，对数控伺服制约体系的模型参数进行辨识；提出基于交叉变异功能的免疫微粒群优化算法对信息粒度支持向量机的参数进行优化，改进辨识效果。实验结果表明，所提出的办法可有效地提升体系的辨识精度。（3）为提升独立轴运动平稳性和运动精度，综合应用广义预测制约和模糊制约等论述办法，探讨一种改善型广义预测制约和非线性自适应模糊制约相结合的复合方式制约对策。为减小独立轴运动速度波动、加快度波动和跟踪误差，改善广义预测制约的性能优化指标；提出一种自适应调整改善型广义预测制约参数的办法，提升体系的制约性能；为满足制约体系的实时性要求，提出一种简化计算模型求解制约输入量；为提升体系的抗干扰能力，提出一种自适应变结构参数的模糊制约算法。实验表明，所提出的创新性办法可有效提升数控体系独立轴运动平稳性和运动精度。（4）为提升多轴联动数控体系的运动平稳性和轮廓加工精度，探讨一种多轴参数模型预测制约和非线性自适应模糊PID制约的复合方式制约办法，采取多轴参数模型预测制约办法对体系的线性模型进行制约，采取非线性自适应模糊PID制约对体系的非线性模型进行误差补偿制约。为提升模型计算效率，构建一种轮廓误差模型、速度误差模型和加快度误差模型；为提升多轴伺服制约体系的制约性能，提出一种性能优化指标，使体系的跟踪误差、轮廓误差、速度误差和加快度误差最小；为满足制约体系的实时性，设计一种简化的计算模型求解多轴参数模型预测制约增量；为提升多轴联动数控体系鲁棒性，提出一种非线性自适应模糊PID制约办法。实验结果表明，所提出的创新性成果可有效地提升多轴联动数控体系的运动平稳性和轮廓精度。（5）从数控雕铣机为机械平台，自主设计和研发相应的数控体系，并对本论文所提出的连续短线段三次参数样条曲线过渡算法、简化快速的S形速度规划算法、数控伺服制约体系模型辨识与建模办法、独立轴位置伺服制约和多轴联动位置伺服制约办法等进行工程验证。实验结果表明，所提出的创新性办法具有良好的可行性和有效性。关键词：数控体系论文运动平稳性论文轮廓误差制约论文参数样条曲线论文S形加减速论文位置制约论文模型辨识论文
本论文由www.7ctime.com,需要可从关系人员哦。摘要4-6
ABSTRACT6-16
第一章 绪论16-27

1.1 数控体系进展走势16-20

1.1 数控体系性能进展走势16-18

1.2 数控体系系统结构进展走势18-19

1.3 数控体系功能进展走势19-20

1.2 数控体系关键技术探讨近况20-23

1.2.1 柔性加减速制约技术20-21

1.2.2 连续短线段前瞻插补技术21-22

1.2.3 位置伺服制约技术22-23

1.2.4 轮廓误差制约技术23

1.3 探讨背景与探讨内容23-26

1.3.1 探讨背景23-24

1.3论文导读：02.3.2参数样条曲线过渡连接类型30-312.3.3型值点计算31-332.3.4三次参数样条参数选择332.3.5三次参数样条求导33-342.3.6三次参数样条过渡曲线方程34-352.4转接速度约束条件35-362.5S形加减速快速求解模型36-412.5.1S形加减速模型36-372.5.2简化快速的S形速度规划37-412.6仿真实验41-452.

6.1二维零件仿真41-

.2 探讨内容24-26

1.4 论文组织结构26-27

第二章 连续短线段轮廓加工技术探讨27-47

2.1 引言27-28

2.2 三次参数样条曲线28-29

2.3 三次参数样条曲线过渡办法29-35

2.3.1 过渡曲线误差计算29-30

2.3.2 参数样条曲线过渡连接类型30-31

2.3.3 型值点计算31-33

2.3.4 三次参数样条参数选择33

2.3.5 三次参数样条求导33-34

2.3.6 三次参数样条过渡曲线方程34-35

2.4 转接速度约束条件35-36

2.5 S 形加减速快速求解模型36-41

2.5.1 S 形加减速模型36-37

2.5.2 简化快速的 S 形速度规划37-41

2.6 仿真实验41-45

2.6.1 二维零件仿真41-42

2.6.2 三维零件仿真42-43

2.6.3 算法分析43-45

2.7 本章小结45-47

第三章 数控伺服制约体系模型辨识与建模47-70

3.1 引言47

3.2 数控伺服制约体系模型47-48

3.3 模型结构辨识48-52

3.1 体系模型结构49

3.2 模型结构辨识算法49-52

3.4 模型参数辨识52-63

3.4.1 支持向量机52-53

3.4.2 粒度计算53-54

3.4.3 信息粒度支持向量机54-56

3.4.4 数学模型求解56-58

3.4.5 支持向量机参数优化58-62

3.4.6 模型参数辨识算法实现62-63

3.5 实验验证63-68

3.5.1 实验平台63

3.5.2 体系输入信号63-64

3.5.3 体系输出量64

3.5.4 体系模型结构辨识结果64-65

3.5.5 体系模型参数辨识结果65-68

3.6 本章小结68-70

第四章 独立轴位置伺服制约技术探讨70-92

4.1 引言70

4.2 独立轴位置伺服制约体系模型70-71

4.3 独立轴位置伺服制约71-85

4.

3.1 复合方式制约对策71-72

4.

3.2 线性模型广义预测制约72-80

4.

3.3 非线性模型自适应模糊制约80-85

4.4 独立轴伺服制约算法实现85-86

4.5 仿真实验86-91

4.5.1 改善型广义预测制约算法仿真实验86-89

4.5.2 复合制约对策仿真实验89-91

4.6 本章小结91-92

第五章 多轴联动位置伺服制约技术探讨92-115

5.1 引言92-93

5.2 误差估计模型93-97

5.

2.1 轮廓误差模型93-96

5.

2.2 速度误差模型96-97

5.

2.3 加快度误差模型97

5.3 多轴联动位置伺服制约体系模型97-98

5.4 多轴联动位置伺服制约98-107

5.

4.1 多轴联动位置伺服制约对策98

5.

4.2 多轴联动参数模型预测制约98-103

5.

4.3 非线性误差补偿制约103-107

5.5 多轴联动位置伺服制约算法实现107-108

5.6 仿真实验108-114

5.6.1 多轴参数模型预测制约算法仿真108-111

5.6.2 复合方式制约算法仿真111-114

5.7 本章小结114-115

第六章 数控体系设计开发与实验验证115-137

6.1 引言115

6.2 数控体系总体设计115-116

6.3 数控体系软件设计116-121

6.

3.1 数控体系软件总体设计116-117

6.

3.2 上位机界面软件设计117-118

6.

3.3 DSP 程序设计118-120

6.

3.4 FPGA 程序设计120-121

6.4 数控雕铣机实验平台构建121-122

6.5 数控雕铣机实验122-136

6.

5.1 参数样条曲线过渡算法实验122-125

6.

5.2 独立轴位置伺服制约实验125-130

6.

5.3 多轴联动伺服制约实验130-133

6.

5.4 综合实验133-136

6.6 本章小结136-137
第七章 总结与展望137-140

7.1 全文总结137-138

7.2 论文创新点138-139

7.3 工作展望139-140

参考文献140-151
致谢151-152
在学期间的探讨成果及发表学术论文152-153