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

作者: 曹荣敏著 , 郑冬著 , 周惠兴著

出版社: 清华大学出版社

出版时间: 2017-01

版次: 1

ISBN: 9787302456483

定价: 79.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 198页

字数: 227千字

正文语种: 简体中文

分类: 工程技术

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　　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。第1章绪论 1.1数据驱动衍生式非圆切削数控系统研究背景及意义 1.1.1研究意义 1.1.2国内外研究现状及背景 1.1.3应用方向及应用前景 1.2非圆活塞数控车床的研究现状 1.2.1国内研究现状 1.2.2国外研究现状 1.3非圆活塞车床控制系统概述 1.3.1非圆活塞切削原理 1.3.2非圆活塞车床控制系统性能指标确定 1.4本章小结第2章衍生式数控系统设计及控制器开发 2.1衍生式数控系统结构及同步控制 2.1.1衍生式数控系统结构 2.1.2衍生式数控系统的子系统 2.1.3衍生式数控系统的同步控制 2.2衍生控制器硬件设计 2.2.1编码器接口电路 2.2.2D/A输出电路 2.2.3RS232接口电路 2.2.4A/D转换电路 2.2.5数字I/O电路 2.3衍生控制器软件设计 2.3.1时间触发模式 2.3.2分层有限状态机 2.3.3时间触发的分层有限状态机 2.3.4衍生控制器软件总体设计 2.4本章小结第3章伺服系统直线音圈电机的设计及试验研究 3.1非圆切削刀具进给伺服系统概述 3.2直线音圈电机运行原理 3.2.1电磁原理 3.2.2电压平衡方程 3.2.3动力学原理 3.3直线音圈电机优化计算及机械设计 3.3.1优化方法概述 3.3.2电机优化计算 3.3.3电机机械设计说明 3.4非圆切削刀具进给伺服直线音圈电机试验研究 3.4.1电机漏磁及静态力测试 3.4.2电机驱动器调试试验 3.4.3电机运动控制试验 3.5本章小结第4章非圆切削刀具进给伺服系统设计及建模 4.1非圆切削直线电机伺服驱动与控制关键技术 4.1.1伺服驱动回路硬件配置 4.1.2驱动方式选择 4.1.3直线伺服进给系统模型分析与建立 4.1.4数据驱动控制算法的实现 4.1.5接口与定义问题 4.2刀具进给直线伺服控制系统实验平台 4.2.1音圈直线电机 4.2.2数字伺服驱动器 4.2.3DSP 控制器 4.2.4位置检测部件 4.3刀具进给直线伺服控制系统模型辨识 4.3.1系统数学模型的推导 4.3.2系统模型参数辨识 4.4本章小结第5章数据驱动非圆切削刀具进给伺服系统控制方法研究 5.1无模型自适应预测控制研究 5.1.1概述 5.1.2基于紧格式动态线性化的无模型自适应预测控制方法 5.1.3基于偏格式动态线性化的无模型自适应预测控制 5.1.4基于全格式动态线性化的无模型自适应预测控制 5.2无模型迭代学习控制方法研究 5.2.1无模型迭代学习研究进展 5.2.2基于紧格式动态线性化的无模型自适应迭代学习控制算法 5.2.3基于偏格式动态线性化的无模型自适应迭代学习控制算法 5.2.4基于全格式动态线性化的无模型自适应迭代学习控制算法 5.3迭代学习与无模型预测组合控制研究 5.3.1基于紧格式线性化的无模型预测控制算法研究 5.3.2基于紧格式线性化的迭代学习与无模型预测控制组合算法研究 5.4迭代学习与PID复合控制方法研究 5.5数据驱动非圆切削刀具进给系统控制方法应用研究 5.5.1无模型自适应控制方法应用研究 5.5.2PID控制方法应用研究 5.5.3无模型自适应预测控制应用研究 5.5.4改进重复控制与PI复合控制方法应用研究 5.6本章小结第6章衍生式数控系统的实验研究 6.1衍生式数控系统调试实验 6.2机床样机调试实验 6.3本章小结参考文献
内容简介:
　　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。
目录:
第1章绪论 1.1数据驱动衍生式非圆切削数控系统研究背景及意义 1.1.1研究意义 1.1.2国内外研究现状及背景 1.1.3应用方向及应用前景 1.2非圆活塞数控车床的研究现状 1.2.1国内研究现状 1.2.2国外研究现状 1.3非圆活塞车床控制系统概述 1.3.1非圆活塞切削原理 1.3.2非圆活塞车床控制系统性能指标确定 1.4本章小结第2章衍生式数控系统设计及控制器开发 2.1衍生式数控系统结构及同步控制 2.1.1衍生式数控系统结构 2.1.2衍生式数控系统的子系统 2.1.3衍生式数控系统的同步控制 2.2衍生控制器硬件设计 2.2.1编码器接口电路 2.2.2D/A输出电路 2.2.3RS232接口电路 2.2.4A/D转换电路 2.2.5数字I/O电路 2.3衍生控制器软件设计 2.3.1时间触发模式 2.3.2分层有限状态机 2.3.3时间触发的分层有限状态机 2.3.4衍生控制器软件总体设计 2.4本章小结第3章伺服系统直线音圈电机的设计及试验研究 3.1非圆切削刀具进给伺服系统概述 3.2直线音圈电机运行原理 3.2.1电磁原理 3.2.2电压平衡方程 3.2.3动力学原理 3.3直线音圈电机优化计算及机械设计 3.3.1优化方法概述 3.3.2电机优化计算 3.3.3电机机械设计说明 3.4非圆切削刀具进给伺服直线音圈电机试验研究 3.4.1电机漏磁及静态力测试 3.4.2电机驱动器调试试验 3.4.3电机运动控制试验 3.5本章小结第4章非圆切削刀具进给伺服系统设计及建模 4.1非圆切削直线电机伺服驱动与控制关键技术 4.1.1伺服驱动回路硬件配置 4.1.2驱动方式选择 4.1.3直线伺服进给系统模型分析与建立 4.1.4数据驱动控制算法的实现 4.1.5接口与定义问题 4.2刀具进给直线伺服控制系统实验平台 4.2.1音圈直线电机 4.2.2数字伺服驱动器 4.2.3DSP 控制器 4.2.4位置检测部件 4.3刀具进给直线伺服控制系统模型辨识 4.3.1系统数学模型的推导 4.3.2系统模型参数辨识 4.4本章小结第5章数据驱动非圆切削刀具进给伺服系统控制方法研究 5.1无模型自适应预测控制研究 5.1.1概述 5.1.2基于紧格式动态线性化的无模型自适应预测控制方法 5.1.3基于偏格式动态线性化的无模型自适应预测控制 5.1.4基于全格式动态线性化的无模型自适应预测控制 5.2无模型迭代学习控制方法研究 5.2.1无模型迭代学习研究进展 5.2.2基于紧格式动态线性化的无模型自适应迭代学习控制算法 5.2.3基于偏格式动态线性化的无模型自适应迭代学习控制算法 5.2.4基于全格式动态线性化的无模型自适应迭代学习控制算法 5.3迭代学习与无模型预测组合控制研究 5.3.1基于紧格式线性化的无模型预测控制算法研究 5.3.2基于紧格式线性化的迭代学习与无模型预测控制组合算法研究 5.4迭代学习与PID复合控制方法研究 5.5数据驱动非圆切削刀具进给系统控制方法应用研究 5.5.1无模型自适应控制方法应用研究 5.5.2PID控制方法应用研究 5.5.3无模型自适应预测控制应用研究 5.5.4改进重复控制与PI复合控制方法应用研究 5.6本章小结第6章衍生式数控系统的实验研究 6.1衍生式数控系统调试实验 6.2机床样机调试实验 6.3本章小结参考文献

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