[發明專利]微小放電間隙的雙反饋自適應解析模糊伺服控制方法

無效

• 申請號: 200910236548.5
• 申請日: 2009-10-26
• 公開（公告）號: CN101695777A
• 公開（公告）日: 2010-04-21
• 發明（設計）人: 佟浩;李勇
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B23H1/02
• 分類號: B23H1/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

技術領域

本發明屬于微細特種加工領域技術領域，特別涉及一種微小放電間隙的雙反饋自適應解析模糊伺服控制方法。

背景技術

微細電火花加工是在工具電極和工件之間保持微小間隙進行放電蝕除的加工過程。微小放電間隙的伺服控制效果直接決定了微細電火花加工效果。由于放電面積和放電能量微小，并且極間間隙狀態變化快、影響因素多和隨機性大，使得微小放電間隙難于高精度伺服控制。區別于位置、速度、溫度、壓力等量的伺服控制問題，這種非線性、時變的微小放電間隙無法用精確數學模型來描述，其伺服控制的難點是控制目標中心(最佳放電間隙控制的信號參考值，即無誤差控制目標點)非確定性。

控制目標中心的確定是常規控制方法的前提。但是，由于微細電火花加工過程的復雜性，最佳放電點的檢測值(無誤差目標點)難于確定，而且隨著加工過程、電參數、電極和工件材料的不同，最佳放電點的檢測值也隨著變化。常規控制方法無法完全解決這種狀態變化快、隨機因素多的非線性伺服控制問題，造成微細電火花加工效率低下。

雖然許多研究者嘗試利用先進控制方法解決放電間隙伺服控制問題，但如何對非確定性的控制目標中心進行評價和反饋，這對研究者提出了巨大的挑戰。目前尚未見到有關微小放電間隙伺服控制方法中考慮控制目標中心自適應趨向最優的研究成果發表，尤其缺乏針對微細電火花加工中微小間隙放電特點的智能控制方法。

模糊控制是應用模糊邏輯推理的控制方法，可以模仿專家在不確定的情況下提供決策能力。特別適用于數學模型未知的、復雜的非線性系統控制。模糊控制技術在電火花加工系統中得到了研究和運用。但傳統模糊控制方法的控制目標和控制規則是根據經驗確定，并沒有理論依據難于達到最優的控制。

發明內容

本發明為解決控制目標不確定的、時變的微小放電間隙高精度伺服控制難題，提供一種微小放電間隙的雙反饋自適應解析模糊伺服控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)通過實時反饋極間電壓或電流信號與控制目標中心進行比較，得到放電間隙檢測電壓誤差和放電間隙檢測電壓誤差變化，動態調節全論域范圍內解析式模糊控制規則的自調整因子，改善放電間隙伺服控制性能；

(2)為適應加工條件和過程隨機變化引入的控制誤差，利用放電統計和參數校正反饋通道，對開路率和短路率進行存儲和統計，采用與開短路變化率成正比的控制目標中心轉移算法和工具電極進退速度比例因子的自適應調整算法，使控制目標中心和工具電極進退速度比例因子兩者同時自適應趨向最優，達到開路率和短路率趨于相等并最小，即放電率趨向最優，實現微小放電間隙伺服控制的快速性、穩定性和準確性，提高微細電火花加工效率。

所述解析式模糊控制規則的確定及其可調整性直接決定控制精度和效率特性，全論域范圍內帶有自調整因子的解析式模糊控制控制規則的描述如下式：