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(lián)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。
　　（2）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