本文關(guān)鍵詞：大尺寸中凸變橢圓活塞車削加工衍生式數(shù)控系統(tǒng)研究

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【摘要】：現(xiàn)代船舶廣泛采用柴油機(jī)作為動力裝置,活塞是柴油機(jī)的核心部件,它與柴油機(jī)氣缸的配合緊密程度直接影響到柴油機(jī)的性能,提高活塞零件的加工水平能夠提高柴油機(jī)功率、降低柴油機(jī)的燃油消耗。隨著柴油機(jī)速度和工作負(fù)荷的不斷提高,船用活塞普遍設(shè)計(jì)成異型截面形狀,目前最常見的活塞型面是中凸變橢圓型面。因?yàn)橹型棺儥E圓活塞形狀復(fù)雜、加工精度要求高,采用傳統(tǒng)加工方法加工效率較低,加工精度一致性差,難以滿足生產(chǎn)需求,所以目前廣泛采用非圓數(shù)控車削方法來加工中凸變橢圓活塞,使用非圓活塞車削可實(shí)現(xiàn)活塞的高效率、高精度和柔性化加工,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。本文結(jié)合“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項(xiàng)：CK9555大功率船用柴油機(jī)活塞加工用變橢圓車床,研發(fā)了用于船用中凸變橢圓活塞車削加工的衍生式數(shù)控系統(tǒng),主要研究內(nèi)容如下： 1.分析了中凸變橢圓活塞的形狀特征和加工原理,重點(diǎn)研究了數(shù)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求與機(jī)床整體性能指標(biāo)之間的關(guān)系,提出了工控機(jī)與嵌入式實(shí)時(shí)控制器相結(jié)合的上下位機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并在此結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上分析了活塞車床數(shù)控系統(tǒng)的性能指標(biāo)。 2.對衍生式數(shù)控系統(tǒng)的控制機(jī)理及特性進(jìn)行了研究,把傳統(tǒng)數(shù)控車系統(tǒng)作為系統(tǒng)的一個(gè)獨(dú)立的、具有高度自治性的智能模塊,提出了基于數(shù)控車系統(tǒng)有限狀態(tài)機(jī)模型的同步控制方案,實(shí)現(xiàn)了衍生功能模塊和數(shù)控車系統(tǒng)的同步。 3.基于DSP芯片TMS320F28335開發(fā)了衍生控制器軟硬件。提出了時(shí)間觸發(fā)分層有限狀態(tài)機(jī)實(shí)時(shí)嵌入式軟件設(shè)計(jì)模式,建立了衍生控制器軟件的分層狀態(tài)機(jī)模型,基于有限狀態(tài)機(jī)開發(fā)了軟件的驅(qū)動程序、子功能模塊和同步控制模塊。使用這種開發(fā)模式在滿足系統(tǒng)硬實(shí)時(shí)性要求的前提下使軟件具有高度模塊化和柔性化的結(jié)構(gòu),提高了系統(tǒng)的開發(fā)效率和可靠性。 4.基于Matlab軟件的Simulink和Real-Time Workshop模塊的代碼自動生成功能,結(jié)合基于LabVIEW開發(fā)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)接收軟件,開發(fā)了音圈電機(jī)的伺服控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。解決了在較高的控制頻率下實(shí)時(shí)伺服控制實(shí)驗(yàn)的自動編程和實(shí)時(shí)監(jiān)測問題,提高了音圈電機(jī)控制算法的研究和實(shí)驗(yàn)效率。 5.設(shè)計(jì)了基于改進(jìn)離散重復(fù)控制和PI控制的音圈電機(jī)的運(yùn)動控制器,通過使用低通濾波器和穩(wěn)定濾波器改善了重復(fù)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,通過加入PI控制器抑制了系統(tǒng)的隨機(jī)干擾,使音圈電機(jī)的跟蹤精度達(dá)到了項(xiàng)目要求。 6.通過系統(tǒng)調(diào)試和實(shí)際加工實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了衍生式數(shù)控系統(tǒng)的正確性和可靠性。
【關(guān)鍵詞】：中凸變橢圓活塞 衍生式數(shù)控系統(tǒng) 時(shí)間觸發(fā)分層有限狀態(tài)機(jī) 重復(fù)控制
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U664.121;U671;TG519.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-12
• 第一章 緒論12-16
• 1.1 課題概述12-14
• 1.2 論文主要研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)14-16
• 第二章 中凸變橢圓活塞車床的性能指標(biāo)分析16-27
• 2.1 中凸變橢圓活塞車削原理16-21
• 2.2 變橢圓活塞車床控制系統(tǒng)性能指標(biāo)確定21-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第三章 衍生式數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)27-41
• 3.1 衍生式數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)27-32
• 3.2 衍生式數(shù)控系統(tǒng)的子系統(tǒng)32-37
• 3.3 衍生式數(shù)控系統(tǒng)的同步控制37-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 衍生控制器開發(fā)41-83
• 4.1 衍生控制器硬件總體設(shè)計(jì)41-42
• 4.2 衍生控制器主要電路模塊開發(fā)42-46
• 4.3 衍生控制器軟件總體設(shè)計(jì)46-57
• 4.4 衍生控制器軟件模塊開發(fā)57-71
• 4.5 工控機(jī)軟件開發(fā)71-81
• 4.6 本章小結(jié)81-83
• 第五章 音圈電機(jī)控制算法應(yīng)用研究83-117
• 5.1 實(shí)驗(yàn)平臺的搭建83-86
• 5.2 系統(tǒng)模型辨識86-92
• 5.3 復(fù)合前饋PID控制92-98
• 5.4 導(dǎo)軌摩擦力補(bǔ)償98-104
• 5.5 音圈電機(jī)的重復(fù)控制104-116
• 5.6 本章小結(jié)116-117
• 第六章 衍生式數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試實(shí)驗(yàn)117-122
• 6.1 衍生式數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試實(shí)驗(yàn)117-119
• 6.2 機(jī)床樣機(jī)調(diào)試實(shí)驗(yàn)119-121
• 6.3 本章小結(jié)121-122
• 第七章 結(jié)論與展望122-124
• 7.1 結(jié)論122
• 7.2 主要創(chuàng)新點(diǎn)122-123
• 7.3 展望123-124
• 參考文獻(xiàn)124-132
• 致謝132-133
• 附錄133-134
• 個(gè)人簡介134

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：617245