基于粗糙—模糊控制的微孔钻削在线监测系统

作     者：王鹤 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨兆军

授予年度：2007年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0835[工学-软件工程] 081002[工学-信号与信息处理] 

主      题：微孔钻削 在线监测 粗糙集 模糊逻辑控制器 模糊决策表 

摘      要：现代科学技术的发展和高新技术产品的日趋微型化、集成化和精密化,使得微孔的应用不仅在数量上越来越多,而且加工的质量要求越来越高,加工技术也越来越重要。在微孔的各种加工方法中,钻削加工可以获得较好的加工质量以及较高的生产效率,但是在钻削加工过程中存在钻头容易折断这一致命问题,严重影响了微孔钻削加工过程的自动化程度的提高。 本文利用LabVIEW7.0和MATLAB软件研制开发了一套基于粗糙-模糊控制技术和多传感器融合技术的微孔钻削在线实时监测系统。该系统能够同时采集主轴电机三相电流信号,实现了对电压信号的采集、滤波、存储、显示、模糊控制以及与单片机系统进行串行通讯等功能。 本文建立了粗糙-模糊推理判别报警模型。研究了钻头磨损模糊逻辑控制器的整个设计过程,包括确定输入输出变量,选择语言值域,选择合适的隶属函数,设计模糊控制规则,选择模糊推理方法和去模糊化过程。并详细研究了如何采用粗糙集理论技术对模糊控制器的属性和规则进行约简,并使简化的模糊决策表和原模糊决策表达到一致。由实验采集的反映钻头磨损状态的三参数主轴电机电流信号进行粗糙-模糊识别,得到反映钻头磨损状况的监测阈值,并根据该监测阈值进行钻削实验。 实验表明,将粗糙集和模糊控制技术同时运用于钻头磨损状态的实时监测上,可以使系统准确地识别钻头的磨损状态,较好地避免钻头折断和工件的报废,这为微孔钻削加工的智能化在线监测提供了一套有效的方法。