[發明專利]面向電加工專用數控系統加工間隙的智能控制系統及方法

有效

• 申請號: 201310368673.8
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN104423311B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 胡毅;于東;陳智殷;彭鵬;孫樹杰
• 申請（專利權）人: 沈陽高精數控智能技術股份有限公司
• 主分類號: G05B19/18
• 分類號: G05B19/18
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司21002
• 代理人: 許宗富

1.一種面向電加工專用數控系統加工間隙的智能控制系統，其特征在于，包括：?

放電電壓采樣模塊，用于對電壓信號的A/D轉換，根據電壓波形，獲取電壓數據序列，并計算電壓均值；?

高頻脈沖分析模塊，通過分析脈沖信號，對電壓不同頻率的脈沖進行計數，根據高頻脈沖比例大小，得出加工效率；?

模糊控制模塊，用于根據電壓期望判定間隙大小，并向伺服輸出速度比率；?

BP神經網絡控制模塊，用于根據高頻信號比例和模糊控制模塊輸出間隙大小調整模糊控制模塊的推理過程?

模糊控制模塊，用于根據電壓期望判定間隙大小，并向伺服輸出速度比率。?

2.根據權利要求1所述的面向電加工專用數控系統加工間隙的智能控制系統，其特征在于，所述放電電壓采樣模塊包括?

A/D轉換模塊，用于將放電脈沖采樣為數字信號；?

電壓均值輸出模塊，用于根據所述數字信號獲取電壓數據序列，計算得到電壓均值，并輸出到模糊控制模塊。?

3.根據權利要求1所述的面向電加工專用數控系統加工間隙的智能控制系統，其特征在于，所述BP神經網絡控制模塊包括?

訓練模塊，根據從模糊控制模塊中選取輸出采樣樣本，并用采樣樣本訓練神經網絡；?

調整模塊，用于當模糊控制控制效果變差時，啟動BP神經網絡，根據高頻脈沖分析模塊輸出結果判斷間隙大小，并據此調整模糊控制門檻電壓。?

4.根據權利要求1所述的面向電加工專用數控系統加工間隙的智能控制系統，其特征在于，所述模糊控制模塊包括：?

模糊化處理模塊，根據設定的門檻電壓和采樣器輸出結果，得到誤差和誤差變化，將連續的誤差和誤差變化數據轉換為離散量；?

模糊推理模塊，根據設定的模糊推理規則控制表和模糊化處理模塊的輸出數據，得出間隙大小的模糊量；?

反模糊處理模塊，根據模糊推理模塊的輸出數據，得出間隙大小的精確量，輸出到伺服中，控制電極運動速度和方向。?

5.一種面向電加工專用數控系統加工間隙的智能控制方法，其特征在于，包括以下步驟：?

對電壓波形進行預處理；?

用模糊控制算法和BP神經網絡算法分析預處理結果，并輸出相對間隙值；?

將所述相對間隙值轉化為最佳相對電極速度，結合電極最大速度，得到最佳電極速度并發送到伺服，使加工間隙等于相對間隙值。?

6.根據權利要求5所述的面向電加工專用數控系統加工間隙的智能控制方法，其特征在于，所述對電壓波形進行預處理包括以下步驟；?

將連續的波形模擬信號，轉換為離散的數字信號，計算電壓均值；?

分析數字信號，得出高頻脈沖比例和加工效率。?

7.根據權利要求5所述的面向電加工專用數控系統加工間隙的智能控制方法，其特征在于，所述模糊控制算法包括以下步驟：?

獲取控制量的精確值，計算得到誤差E和誤差變化ΔE：?

ΔE=E_S-E_t，-2≤ΔE≤2；??（5）?

其中，表示電壓期望為電壓采樣模塊輸出量，U_min、U_max表示門檻電壓為已知量可根據BP神經網絡調整，E_電源表示電源電壓為已知量，E_S、E_t為前一個插補周期和當前插補周期的誤差E；將誤差和誤差變化信號作為輸入量，得到精確控制量輸出伺服。?

8.根據權利要求7所述的面向電加工專用數控系統加工間隙的智能控制方法，其特征在于，所述模糊控制算法還加入影響因子，調整誤差和誤差變化對精確控制量的影響程度：若E的影響因子為α，ΔE的影響因子為1-α；其中α大小可?變，且與的絕對值正相關，根據實驗數據設定；?

在模糊推理和模糊計算時，若加入影響因子，僅需將誤差和誤差變化變為相乘即可，即?

ΔE=(1-α)*ΔE?E=α*E??（6）。?