学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

电火花加工脉冲电源智能控制器的研究

作　者: 吴仕鹏
导　师: 王平；陈继明
学　校: 中国石油大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 电火花加工脉冲电源模糊RBF神经网络控制器模糊解耦
分类号: TG661
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 123次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

电火花加工技术在机械制造业中占有十分重要的地位,在很多情况下(如高硬度、高韧性、高脆性、高弹性材料的零件)是唯一有效的加工手段,可以实现常规加工不可能实现或需花费昂贵代价才能实现的加工。随着机械制造业的发展,人们对电火花加工技术的加工效率和加工质量提出了更高的要求。神经网络模糊技术的发展和其独特的控制特性,为电火花加工技术的发展带来了契机。本文深入的研究了现有脉冲电源拓扑结构的优缺点,结合前人的研究成果,提出了一种改进的电流型节能电火花加工脉冲电源的拓扑结构。该电源不仅解决了传统电源电流爬升慢、拖尾长的问题,而且仅需一套直流电源,电能利用率更高、投资更少。然后使用Matlab/Simulink,将本文设计的电源与哈尔滨工业大学设计的PWM控制节能式电火花加工脉冲电源进行了性能对比,从而验证了该电源拓扑结构设计的可行性。针对目前电火花加工过程控制难以建立起精确数学模型的特点,分析实验数据,研究了在线参数对工艺指标的影响,确定采用以电火花加工过程中统计的一段时间内的空载率、正常放电率、不正常放电率(包括电弧及短路放电)、相对于脉冲周期和抬刀周期的正常放电率为输入,在线参数调节量为输出的模糊RBF(radial basis function)神经网络控制器对在线参数进行实时控制,以达到提高电火花加工过程稳定性的目的。利用模糊控制的解耦性,将五输入三输出的控制器解耦为三个多输入单输出的模糊RBF神经网络控制器,简化了设计过程。以电火花加工伺服参考电压模糊RBF神经网络控制器为例,在Simulink仿真试验的基础上,完成了该智能控制器的软硬件设计,该控制器采用双MPU结构,双机间通过双口RAM IDT7007来进行通讯。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-17
  1.1 课题研究目的及意义  9-10
  1.2 电火花加工概述  10-12
    1.2.1 电火花加工机理分析  10-11
    1.2.2 电火花加工的基本原理和条件  11-12
  1.3 电火花加工脉冲电源研究现状  12-15
    1.3.1 国内节能脉冲电源的研究  12-14
    1.3.2 国外节能脉冲电源的研究  14-15
  1.4 脉冲电源智能控制器的研究现状  15-16
  1.5 本文主要工作  16-17
第二章电火花加工脉冲电源拓扑结构的研究  17-35
  2.1 电流型节能式脉冲电源工作原理  17-22
    2.1.1 电流型节能脉冲电源的主电路  17
    2.1.2 脉冲电源的工作原理及模态分析  17-21
    2.1.3 电流型电火花加工脉冲电源的电能利用率分析  21-22
  2.2 电流型PWM 控制节能式脉冲电源控制策略  22-23
  2.3 脉冲电源的参数计算  23-28
    2.3.1 电感值的计算  23-25
    2.3.2 电容值的计算  25-28
  2.4 电流型节能脉冲电源的仿真研究  28-34
    2.4.1 电流型节能脉冲电源仿真  28-33
    2.4.2 仿真结论分析  33-34
  2.5 本章小结  34-35
第三章电火花加工脉冲电源控制方案的选择  35-44
  3.1 模糊控制  35-38
    3.1.1 模糊控制系统  35-36
    3.1.2 模糊控制器  36-38
  3.2 神经网络模糊控制  38-43
    3.2.1 电火花加工过程控制方案的选择  38-40
    3.2.2 神经网络模糊控制  40-43
  3.3 本章小结  43-44
第四章电火花模糊RBF 神经控制器设计  44-65
  4.1 电火花加工系统分析  44-50
    4.1.1 电火花加工控制系统的输入参数选取  46-47
    4.1.2 电火花加工控制系统输出参数的选取  47
    4.1.3 电火花加工控制系统输出参数对放电状态的影响试验  47-50
  4.2 电火花加工神经网络模糊控制系统的结构解耦  50-52
  4.3 电火花加工系统神经网络模糊控制器的设计  52-57
    4.3.1 输入输出量的模糊化  53
    4.3.2 神经网络结构的选择  53-54
    4.3.3 神经网络实现模糊控制规则  54-56
    4.3.4 神经网络模糊控制器输出的反模糊化  56-57
  4.4 神经网络模糊控制器的Matlab 仿真  57-64
    4.4.1 仿真结果与分析  61-62
    4.4.2 模糊RBF 神经网络控制与传统PID 控制的比较  62-64
  4.5 本章小结  64-65
第五章电火花加工智能控制器的软硬件设计  65-73
  5.1 硬件设计  65-71
    5.1.1 系统总体构架  65
    5.1.2 放电检测卡  65
    5.1.3 单片机模块  65-66
    5.1.4 DSP 模块  66-69
    5.1.5 双机通讯模块  69-70
    5.1.6 伺服系统控制  70-71
  5.2 软件设计  71-72
  5.3 本章小结  72-73
结论  73-75
参考文献  75-79
攻读硕士期间发表的学术论文  79-80
致谢  80

电火花加工脉冲电源智能控制器的研究

内容摘要

全文目录

相似论文