高速數控車床動態(tài)性能監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、高速數控機床是制造業(yè)典型尖端設備，其發(fā)展水平是評定綜合國力重要標志，動態(tài)性能較差、監(jiān)控困難是制約我國高速數控機床發(fā)展的重要因素。高速數控車床加工是多種制造資源相互聯接與作用構成的非線性動力學系統(tǒng)，具有整體性、非平衡性、時變性、混沌性等復雜系統(tǒng)特點，從測控學科視角出發(fā)，應采用復雜系統(tǒng)理論研究并完成監(jiān)控系統(tǒng)設計，主要成果如下：
　?。?）在分析高速數控車床動態(tài)性能及其監(jiān)控復雜性來源、呈現特點及 CA對高速數控車床動態(tài)性能研究適用性基礎

2、上，從動態(tài)性能演化根源——振動出發(fā)研究其變化規(guī)律，建立高速數控車床主軸動態(tài)性能二維概率型CA模型，并通過MATLAB仿真得出了振動強度可變性、振動敏感點位置可變性、異相振動邊界可變性等動態(tài)性能演化規(guī)律。
　?。?）用ANSYS Workbench對高速數控車床主軸數字樣機進行動力分析，將分析結果與CA模型仿真結果對比，證明CA模型建模仿真正確性。
　　（3）為了解決復雜工況條件下數控車床主軸系統(tǒng)監(jiān)測敏感點動態(tài)調整問題，提出采

3、用元胞自動機的動態(tài)性能監(jiān)控總體設計方案，重點研究了影響整體動態(tài)性能的監(jiān)測敏感點確定方法和實驗方案。結合主軸系統(tǒng)CA演化規(guī)律和具體監(jiān)測要求，確定傳感器類型、安裝位置和采集策略；為降低信號噪聲、提取動態(tài)性能參數，采用去除多項式趨勢和統(tǒng)計、時域、頻域等信號處理方法，得到了敏感點的振動特征參數；結合復雜工況條件下工藝參數，將利用BP神經網絡得到的輸出結果與實際監(jiān)測結果比較判斷影響敏感點振動的因素，為控制決策提供依據。
　　（4）采用Vis