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第卷第期振动工程学报
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年月
基于自调整因子的数控铣削过程模糊控制‘
大卫李为民丁钾
天津. 丁
摘耍采用在垒论域范围内带有自调整因于的模糊控制策略和最大一秉积藏模期推理控规
则,提出一种铣削加工过程恒力模糊控方藏。该方法具有响应快、超调小、鲁棒性强和自寻优
等特点,并可有效地克服传统恒力切削自适应控中的模型失配及因数控进给速率有限分挡造
成的失稳问题。最后通过实验验证了在切深渐变和突变工况下该方法的正确性和有效性。
关蕾词:数控切削堡塑丝;垂堕丝掣过程善舒于空乏事,量学建辛分辛;
中明分类号;
引言
提高数控加工切削效率最直接的方法就是机床一刀具一工件系统允许范围内提高金属切
除率,在线调节进给速度实施恒力控制是实现这一日的的主要途径。,
,和。等人曾分别采用模型参考自适应、固定增益积分、
变增益模型参考自适应和极点配置等方法研究了铣削过程的恒力控制问题。然而,上述方法
往往会因模型失配,特别是现有数控系统进给速率有限分档而导致闭环系统鲁棒性差。
在构造出模糊控制规则表的基础上,利用最大一最小推理规则研究了恒力铣削过程
的模糊控制方法。尽管该方法可有效地克服开环系统模型失配问题,但因需建表,故不仅需
要大量先验知识,工作量大,且还会因数据不准导致被控系统性能下降。
本文采用在全论域内带有自调整因子的模糊控制策略,研究铣削加工过程的恒力模糊
控制方法,旨在利用自调整因子的自学习功能提高被控系统的动态品质。文中还借助计算机
仿真探讨自调整因子上下限的确定方法,并通过切削试验验证模糊控制器对处理数控系统
进给速率有限分档的有效性。
模糊控制器的设计
. 精确■的模糊化
本文采用如图所示的二输入单输出模糊控制模式。图中,。为第时刻实测铣削力.
,为铣削力设定值;和为铣削力误差和误差变化一分别表示第和一时刻的进
给速度, 表示模糊控制器的输出。据此,第时刻二输入单输出关系为
. 天津市科学基金赍助项目编号:
收稿日期—修改稿收到日期:
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振动工程学报第卷
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图恒力铣削过程模糊控闭环系统一
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由于和属于基本论域明,且因基本论域与论域
不相同,故将和基本论域映射为论域一,然后离
‘
散和分档,最后进行模糊化处理。为此,按下式进行域间映.
射一
肋一一一
≤
式中,和为基本论域值,或及其极限值; 和
为论域值遁或及其极限值。
对各模糊子集采用三角形式的隶属度函效图中,
表示, 表示, 表示, 表示图隶属度函数
。表示, 表示设, ,,,
· , 一,一,一,,,,,则根据下式对第时刻的和模糊化
。
瑚
兰一. 一⋯
. 控崩规则
设第时刻误差和误差变化的模糊子集分别为和,则可构造具有可调参数的
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第期黄田等;基于自调整园子的数控铣削过程模糊控制
模糊控制规则
一一一
口一一
式中表示控制变量的模糊子集,Ⅳ为正整数÷≤≤≤,为调整因子加权因子,
和为其上下限;表示绝对值取整。值得指