非圆切削衍生式数控系统设计及数据驱动控制理论与方法研究_曹荣敏、郑冬、周惠兴_9787302456483

非圆切削衍生式数控系统设计及数据驱动控制理论与方法研究

定价：¥79

中教价：¥55.30 (7.00折）

库存数： 0

购买数量：

随着现代工业对非圆切削高加工精度和高加工效率的要求，获得满意跟踪性能且产生高精度的动态切削运动成为必然。衍生式数控系统设计思想是在普通数控切削系统的基础上衍生一个高速直线伺服电机单元，用于驱动刀具，并与原系统协调工作。本书通过对非圆切削衍生系统数据驱动控制方法的分析、设计、仿真及实验研究，展示了基于数据驱动的多种控制方法对给定轨迹的高精度快速跟踪性能，证明数据驱动控制方法的实际应用价值，为读者提供了非圆切削数控系统的创新设计思想、设计方法和控制方法。本书主要内容包括非圆切削衍生式系统的设计及研究、刀具伺服系统的音圈直线电机的设计及控制算法的应用研究、非圆切削衍生式系统的数据驱动控制理论与方法研究、衍生式数控系统的实验研究等。本书集理论与实际于一体，可使读者系统学习非圆切削控制系统的设计，掌握实用的控制和实现方法；可作为从事自动控制学科与机电一体化工程学科及相关学科应用研究的科研人员、从事机电综合控制系统开发的工程技术人员使用，也可作为高校相关专业的教师、研究生、高年级本科生阅读和参考。

前言非圆截面零件广泛应用于汽车、生物、医学、航空、航天等机械设备，随着现代工业对非圆车削的高加工精度和高加工效率的要求，获得参考轨迹的满意跟踪性能且产生高精度的动态切削运动成为必然。非圆切削车床的关键部件之一是径向进给系统，而非圆截面零件因为其独特的形状特征，给机械加工带来困难，型线越复杂，车削速度越高，对进给系统的要求就越高。高系统传动精度、高切削频率响应能力、高刚性和抗动态负载的能力是零件截面型线不失真的保障。制造业是经济结构战略性调整的推动力，是国民经济高速增长的发动机，是以信息化带动和加速工业化的主导产业。本书采用的数据驱动控制方法是控制器设计不包含受控过程数学模型信息，仅利用受控系统的在线和离线I/O数据以及经过数据处理而得到的知识设计控制器，并在一定的假设下，有收敛性、稳定性保障和鲁棒性结论的控制理论与方法。数据驱动控制(DataDriven Control)最早来源于计算机科学领域，虽然在控制领域的研究还处于萌芽阶段，但已得到国内外控制理论界的高度重视。自2002年美国召开题为IMA Hot Topics Workshop: Datadriven Control and Optimization的研讨会开始，国内也迅速开展了基于数据的控制、决策、调度与诊断的研究。2010年11月，在北京召开的基于数据的优化、控制与建模国际学术研讨会上，柴天佑院士谈到控制科学的研究应多注重解决实际问题，而基于数据的优化和控制正是面向实际应用提出的。中国的制造业非常发达，基于数据的优化和控制方法研究在国民经济发展中大有用武之地。围绕北京经济、社会发展的重点科技问题，北京市科学技术委员会于2011年9月发布了北京市十二五时期科技北京发展建设规划，规划第五部分推进科技振兴产业工程，引领产业结构优化升级的主题之一就是高端装备制造产业，其中包括开展高档、专用数控装备及相关技术研发、应用及产业化。在由139位来自企业、研发机构、高校以及国外专家分析得出的未来15年先进制造领域对我国产业发展最重要的14类核心技术中，高档数控机床及基础制造装备关键技术被列为第一项。而该数据驱动控制技术的实现，可进一步推动北京市数控产业关键技术的自主创新和技术改造，降低高端数控机床的价格，推动控制工程学科与数字化制造学科的交叉，具有重要的理论与工程实践价值。衍生式数控系统设计思想是在普通数控切削系统的基础上衍生一个高速直线伺服电机单元，用于驱动刀具，并与原系统协调工作。本书主要对非圆车削数控系统的构成原理，衍生式数控系统结构的控制机理及特性进行了研究，基于数控车床系统状态机模型实现了系统的同步控制。对实时嵌入式软件的设计方法进行了研究，提出了时间触发分层有限状态机实时嵌入式软件设计模式，建立了衍生控制器软件的分层状态机模型，基于有限状态机开发了驱动程序、子功能模块和同步控制模块，完成了衍生控制器的软件开发。本书通过对非圆切削衍生系统数据驱动控制方法的分析、设计、仿真及实验研究，展示了基于数据驱动的多种控制方法对给定轨迹的高精度快速跟踪性能，证明数据驱动控制方法的实际应用价值，为读者提供了非圆切削数控系统的创新设计思想、设计方法和控制方法。本书主要内容包括非圆切削衍生式系统的设计及研究、刀具伺服系统的音圈直线电机的设计及控制算法的应用研究、非圆切削衍生式系统的数据驱动控制理论与方法研究、衍生式数控系统的实验研究等。目前，关于非圆切削系统的设计及控制方法方面的较高水平的学术论文均有发表(例如清华大学王先逵、吴丹团队)，数据驱动控制方法理论研究及应用的论文及专著也有出版(例如侯忠生，金尚泰，科学出版社，2013；曹荣敏，国防工业出版社，2012)，但就非圆切削衍生系统设计及数据驱动控制方法研究的专著目前尚未见，通过该专著的出版将数据驱动控制方法在非圆切削方面的应用进行系统的讲解，以供该领域研究的学者系统学习和应用。本书是在北京市自然科学基金项目(编号： 4142017)数据驱动控制方法及其在直线电机精密运动控制中的应用和国家重大科技专项(项目号： 2011ZX04002132)CK9555大功率船用柴油机活塞加工用变椭圆车床的支持下完成的，是基于上述项目研究的成果；根据北京信息科技大学曹荣敏教授、南阳理工学院机械与汽车工程学院郑冬博士及中国农业大学周惠兴教授3位作者及其合作团队多年来在非圆切削和数据驱动方面的研究内容以及这些领域的最新发展趋势进行选题。值得特别提出的是，在项目研究期间本书作者之一郑冬博士在安阳机床厂设备现场调试过程中付出了艰辛的劳动。特别感谢北京交通大学侯忠生教授和金尚泰副教授，没有他们在理论方面的热心指导和帮助，作者是不可能完成此书的；非常感谢新加坡国立大学K.K.Tan教授和清华大学王先逵教授给予的关键性建议；感谢安阳机床厂对研究工作和现场调试工作给予的大力支持和合作，感谢北京信息科技大学4位硕士研究生赵云杰、代军委、齐京升和高彬彬同学在本书科研工作、整理和录入等方面付出的辛勤劳动，感谢中国农业大学刘天宇博士和王磊硕士对本书的支持和贡献。另外，还要感谢中国农业大学精密工程研究中心研究团队的全体合作者们给予作者各方面的大力协助；同时感谢清华大学出版社对本书出版给予的大力支持。由于作者理论水平和实践经验有限，书中难免有不妥和不完善之处，恳请广大读者提出宝贵意见。著者2016年9月

你还可能感兴趣

我要评论

您的姓名	验证码：
留言内容