[发明专利]微小放电间隙的双反馈自适应解析模糊伺服控制方法

说明书

技术领域

本发明属于微细特种加工领域技术领域，特别涉及一种微小放电间隙的双反馈自适应解析模糊伺服控制方法。

背景技术

微细电火花加工是在工具电极和工件之间保持微小间隙进行放电蚀除的加工过程。微小放电间隙的伺服控制效果直接决定了微细电火花加工效果。由于放电面积和放电能量微小，并且极间间隙状态变化快、影响因素多和随机性大，使得微小放电间隙难于高精度伺服控制。区别于位置、速度、温度、压力等量的伺服控制问题，这种非线性、时变的微小放电间隙无法用精确数学模型来描述，其伺服控制的难点是控制目标中心(最佳放电间隙控制的信号参考值，即无误差控制目标点)非确定性。

控制目标中心的确定是常规控制方法的前提。但是，由于微细电火花加工过程的复杂性，最佳放电点的检测值(无误差目标点)难于确定，而且随着加工过程、电参数、电极和工件材料的不同，最佳放电点的检测值也随着变化。常规控制方法无法完全解决这种状态变化快、随机因素多的非线性伺服控制问题，造成微细电火花加工效率低下。

虽然许多研究者尝试利用先进控制方法解决放电间隙伺服控制问题，但如何对非确定性的控制目标中心进行评价和反馈，这对研究者提出了巨大的挑战。目前尚未见到有关微小放电间隙伺服控制方法中考虑控制目标中心自适应趋向最优的研究成果发表，尤其缺乏针对微细电火花加工中微小间隙放电特点的智能控制方法。

模糊控制是应用模糊逻辑推理的控制方法，可以模仿专家在不确定的情况下提供决策能力。特别适用于数学模型未知的、复杂的非线性系统控制。模糊控制技术在电火花加工系统中得到了研究和运用。但传统模糊控制方法的控制目标和控制规则是根据经验确定，并没有理论依据难于达到最优的控制。

发明内容

本发明为解决控制目标不确定的、时变的微小放电间隙高精度伺服控制难题，提供一种微小放电间隙的双反馈自适应解析模糊伺服控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过实时反馈极间电压或电流信号与控制目标中心进行比较，得到放电间隙检测电压误差和放电间隙检测电压误差变化，动态调节全论域范围内解析式模糊控制规则的自调整因子，改善放电间隙伺服控制性能；

(2)为适应加工条件和过程随机变化引入的控制误差，利用放电统计和参数校正反馈通道，对开路率和短路率进行存储和统计，采用与开短路变化率成正比的控制目标中心转移算法和工具电极进退速度比例因子的自适应调整算法，使控制目标中心和工具电极进退速度比例因子两者同时自适应趋向最优，达到开路率和短路率趋于相等并最小，即放电率趋向最优，实现微小放电间隙伺服控制的快速性、稳定性和准确性，提高微细电火花加工效率。

所述解析式模糊控制规则的确定及其可调整性直接决定控制精度和效率特性，全论域范围内带有自调整因子的解析式模糊控制控制规则的描述如下式：