數(shù)字化仿形控制系統(tǒng)及三維曲面跟蹤測(cè)量技術(shù).pdf

1、自由曲面零件在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，特別是能源、航天、國(guó)防等重大工程中的一些關(guān)鍵零部件，呈現(xiàn)大型不規(guī)則曲面的特征。集測(cè)量、處理和加工控制于一體的數(shù)字化加工方法是解決這一類零件制造難題的有效途徑，三維曲面跟蹤測(cè)量和數(shù)字化仿形加工是其中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。本文構(gòu)建了一種開放式體系結(jié)構(gòu)的數(shù)字化仿形控制系統(tǒng)平臺(tái)，并對(duì)接觸式曲面跟蹤測(cè)量的原理及若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了理論和仿真實(shí)驗(yàn)研究。 在綜述和剖析了開放式數(shù)字化仿形控制系統(tǒng)特征的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)和

2、構(gòu)建了以工業(yè)計(jì)算機(jī)(IPC)和通用工業(yè)接口卡為核心的硬件平臺(tái)。根據(jù)該系統(tǒng)的主功能和輔助功能要求，規(guī)劃設(shè)計(jì)了軟件總體布局和功能模塊組織層次。 基于多媒體定時(shí)技術(shù)，在Windows2000平臺(tái)上完成了實(shí)時(shí)控制方案。應(yīng)用鍵盤鉤子技術(shù)，高效地實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的管理和調(diào)度機(jī)制。應(yīng)用VC++集成開發(fā)工具，編寫了系統(tǒng)的主程序和界面管理程序。 介紹了三維仿形儀的原理、結(jié)構(gòu)及其放大倍率的校準(zhǔn)過程，研究了曲面跟蹤測(cè)量的理論和算法，提出一種新型

3、的等弦高差數(shù)據(jù)采樣算法——中間三點(diǎn)比較判別法，提高了采樣處理算法的精度。 基于模糊-PID復(fù)合控制策略設(shè)計(jì)了壓偏量模糊-PID復(fù)合控制器，通過合理地選擇控制器來有效調(diào)節(jié)徑向速度所對(duì)應(yīng)的控制電壓，提高了壓偏量的控制精度和跟蹤測(cè)量過程的平穩(wěn)性。 為了提高仿形系統(tǒng)的位置控制精度，設(shè)計(jì)了基于PID控制器的位置控制閉環(huán)結(jié)構(gòu)，采用遺傳算法對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，運(yùn)用Matlab仿真程序獲得了理想的PID優(yōu)化參數(shù)?？刂葡到y(tǒng)的階躍響應(yīng)仿