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铜板轧制智能模糊控制系统的应用研究

铜板轧制智能模糊控制系统的应用研究

作者：邬昌军北京工业大学

学位级别：硕士

在铜板轧制生产中,由于带材来料厚度的波动和材料性能的不均匀性,实际使用的设备偏差性、外界的干扰和设备零部件的变化等都会使传统的PID控制很难建立其精确的数学模型,达不到理想的控制效果,这样会使铜板加工成品的精度远远达不到要... 详细信息

在铜板轧制生产中,由于带材来料厚度的波动和材料性能的不均匀性,实际使用的设备偏差性、外界的干扰和设备零部件的变化等都会使传统的PID控制很难建立其精确的数学模型,达不到理想的控制效果,这样会使铜板加工成品的精度远远达不到要求。而模糊控制不苛求被控对象具有准确的数学模型,对系统模型参数的变化有较强的适应能力,有望解决传统PID控制的弊端。本文的工作就是基于这样的背景开展起来的。模糊自动控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的计算机数字控制。它将操作人员的控制经验和专家知识总结成一系列“如果…则…”形式的控制规则,即模糊条件语句;然后经过模糊逻辑推理而得到控制作用。这一过程非常类似于人的思维方式,具有智能性。本文针对铜板轧制过程具有多变量、非线性、时变性的特点,在分析了模糊控制基本理论的基础上,首先设计了铜板轧制简单模糊控制器,这也是进一步设计其它高性能模糊控制器的基础。这种控制器易于设计、实现方便,较传统PID控制有更快的响应速度和更小的超调,但其存在静态误差;为了进一步提高模糊控制器的控制特性,在此基础上分别设计了可调整控制规则模糊控制器、参数自整定模糊控制器和模糊- PID复合控制器;然后利用Matlab7.0模糊逻辑工具箱图形用户界面建立模糊逻辑推理系统,在Simulink6.0系统仿真设计平台中通过实例化S函数模板创建旨在优化模糊控制的S函数功能模块,并构建模糊控制系统框图模型,设置系统仿真参数,最终对系统进行动态仿真。本文最后给出了所有的仿真曲线,仿真结果表明所设计的控制器达到了预期的控制效果。

关键词：铜板轧制模糊控制 Simulink 仿真

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一种基于公差的机床导轨几何误差预测方法

工程科学与技术 2020年第4期52卷 235-242页

作者：陶浩浩范晋伟邬昌军北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124

在机床的初始设计阶段,只有机床关键零部件的公差已知。由于机床导轨几何误差对机床精度设计起到关键的指导作用,只有利用设计经验才能获得几何误差。因此,在新机床设计初期,如何准确预测机床几何误差十分必要。基于机床导轨的各项公差... 详细信息

在机床的初始设计阶段,只有机床关键零部件的公差已知。由于机床导轨几何误差对机床精度设计起到关键的指导作用,只有利用设计经验才能获得几何误差。因此,在新机床设计初期,如何准确预测机床几何误差十分必要。基于机床导轨的各项公差,提出一种预测几何误差的方法。首先,采用截断的傅里叶级数对导轨表面形貌误差进行拟合,建立了机床导轨公差与表面形貌误差之间的映射关系,以及表面形貌误差与几何误差之间的映射关系,因为表面形貌误差在公差和几何误差之间起到桥梁作用,因此建立了基于导轨公差的几何误差预测模型。接着,对该预测模型进行仿真分析,结果表明,预测的几何误差中定位误差、y向直线度误差、z向直线度误差、滚摆误差、颠摆误差和偏摆误差分别为17.12μm、56.57μm、70.71μm、28.28μrad、141.42μrad、113.14μrad。最后,利用双频激光干涉仪对导轨几何误差进行测量,同时利用傅里叶曲线拟合方法对测量结果进行拟合,拟合结果表明测量的几何误差分别为16.96μm、59.43μm、68.63μm、28.65μrad、135.40μrad、111.58μrad。对仿真结果和测量结果进行差值比较,发现残差值最大不超过几何误差值的10%,因此,在机床的设计阶段该方法可以有效地预测几何误差并代替几何误差的实际测量,为机床设计者提供重要的理论依据。该方法的核心思想可以直接应用到其他类型导轨几何误差的预测。

关键词：机床导轨截断的傅里叶级数几何误差公差表面形貌误差

基于LabVIEW的总流量控制理论在铜板轧制中的仿真应用

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微计算机信息 2005年第21期 37-38+184页

作者：谷田平杨文通鄔昌军北京工业大学 100022 北京工业大学

本文提出了把总流量控制理论应用于铜板单轧机轧制过程中,目的是结合虚拟仪器实现自控,以提高铜板带材轧制精度。在对总流量控制及其他理论介绍过之后,可以看出经LabVIEW仿真模拟比较之后的总流量控制理论能进一步提高铜板的轧制精度。

关键词：总流量虚拟仪器 Lab VIEW 仿真 AGC

基于LabVIEW的总流量控制理论在铜板轧制中的仿真应用

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微计算机信息 2005年第11S期21卷 32-33页

作者：谷田平杨文通鄔昌军北京工业大学 100022

关键词：总流量虚拟仪器 LabVIEW 仿真 AGC

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小波变换在齿轮故障诊断中的应用

煤矿机械 2012年第1期33卷 272-274页

作者：王巧花邬昌军郑州轻工业学院机电工程学院郑州450002

在分析小波变换理论和齿轮振动信号特点的基础上,提出用小波分析法提取齿轮故障特征。齿轮振动信号具有非平稳性,并且受各种噪声干扰,小波分析法具有处理非平稳信号的突出优点。在MATLAB环境中,建立了齿轮振动仿真信号,采用小波函数对... 详细信息

在分析小波变换理论和齿轮振动信号特点的基础上,提出用小波分析法提取齿轮故障特征。齿轮振动信号具有非平稳性,并且受各种噪声干扰,小波分析法具有处理非平稳信号的突出优点。在MATLAB环境中,建立了齿轮振动仿真信号,采用小波函数对受噪声污染的信号进行软阖值消噪处理,通过功率谱分析提取特征频率。仿真表明,该方法可有效抑制噪声,提取特征频率,从而为齿轮故障诊断提供依据。

关键词：小波分析故障诊断齿轮

一种考虑对刀点的五轴数控机床几何精度预测方法

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工程科学与技术 2022年第4期54卷 173-186页

作者：邬昌军郑明明王巧花范晋伟宋晓辉王良文郑州轻工业大学河南省机械装备智能制造重点实验室河南郑州450002 北京工业大学北京先进制造技术重点实验室北京100124 河南省科学院河南郑州450058

考虑对刀点对机床精度的影响,为对机床最终精度和性能进行评价,提出了一种考虑对刀点的五轴数控机床几何精度预测方法。该方法首先利用多体系统运动学理论,建立了基于NAS979斜置圆锥台的五轴数控机床运动方程。以此为基础,建立了基于对... 详细信息

考虑对刀点对机床精度的影响,为对机床最终精度和性能进行评价,提出了一种考虑对刀点的五轴数控机床几何精度预测方法。该方法首先利用多体系统运动学理论,建立了基于NAS979斜置圆锥台的五轴数控机床运动方程。以此为基础,建立了基于对刀点的试件实际加工位置求解方程和数控加工指令求解方程,建立了五轴数控机床几何精度预测模型,预测了圆锥台圆度、同轴度和倾斜度等精度指标。然后,开展了五轴数控机床精度的仿真预测。圆锥台圆度、同轴度、倾斜度的预测值分别为0.029 mm、0.0654 mm、0.0243 mm,而圆锥台圆度、同轴度、倾斜度的标准公差要求值分别为0.100 mm、0.100 mm、0.030 mm。仿真结果表明,预测的圆锥台精度指标能够满足标准公差精度要求。最后,为了验证该方法的有效性性,开展了斜置圆锥台的切削实验验证。圆锥台圆度、同轴度和倾斜度的测量最大值分别为0.0380 mm、0.0931 mm和0.0282 mm,最小值分别为0.0316 mm、0.0658 mm和0.0246 mm,测量均值分别为0.0356 mm、0.0805 mm和0.0271 mm。实验结果表明,测量均值与预测值非常吻合。因此,在新研制的数控机床精度检验与验收过程中,机床研制单位能利用该方法准确、快速、直观地评估机床精度和性能。

关键词：对刀点数控机床几何精度预测建模圆锥台

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基于单片机的超声波测距系统设计

煤矿机械 2014年第6期35卷 234-236页

作者：王巧花邬昌军姚建松郑州轻工业学院机电工程学院郑州450002

基于超声波测距原理,介绍了以单片机AT89S52为核心器件的超声波测距系统的设计。硬件包括超声波收发模块,显示、键盘及报警电路等部分。软件采用C语言编程,主要由主程序、显示数据转换子程序及键盘扫描子程序等部分组成。给出了实验数... 详细信息

基于超声波测距原理,介绍了以单片机AT89S52为核心器件的超声波测距系统的设计。硬件包括超声波收发模块,显示、键盘及报警电路等部分。软件采用C语言编程,主要由主程序、显示数据转换子程序及键盘扫描子程序等部分组成。给出了实验数据、误差分析,以及提高测距精度的建议。该测距系统硬件电路简单,系统调试方便,可用于机器人避障、倒车雷达等场合。

关键词：超声波测距单片机

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超声波测距系统的设计与研究

粮食流通技术 2009年第5期 41-43页

作者：王巧花邬昌军郑州轻工业学院机电工程学院河南郑州450002

介绍的超声波测距系统,采用渡越时间法实现了空气测距目的。该系统以单片机作为核心控制器,控制超声波的发射和接收,记录超声波由发射到反射所经历的时间,最终计算出距离,并显示。系统软硬件均采用模块化设计,硬件电路结构简单,多采用... 详细信息

介绍的超声波测距系统,采用渡越时间法实现了空气测距目的。该系统以单片机作为核心控制器,控制超声波的发射和接收,记录超声波由发射到反射所经历的时间,最终计算出距离,并显示。系统软硬件均采用模块化设计,硬件电路结构简单,多采用集成芯片,减少了电路间干扰,便于调试。该测距系统通用性强,可用于倒车雷达、物体位置测量等场合。

关键词：超声波传感器测距 CX20106A 单片机

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袋成型自动包装机供膜机构的设计

机械管理开发 2013年第2期28卷 69-69,71页

作者：邬昌军王巧花郑州轻工业学院机电工程学院河南郑州450002

分析袋成型自动包装机供膜机构原理的基础上,提出了简单可靠、操作方便、自动化程度高,应用范围广的袋成型自动包装机供膜机构的设计方案,并对结构进行了分析,从而为保证包装生产的连续性、高效性提供了良好的前提,同时也为保障袋成型... 详细信息

分析袋成型自动包装机供膜机构原理的基础上,提出了简单可靠、操作方便、自动化程度高,应用范围广的袋成型自动包装机供膜机构的设计方案,并对结构进行了分析,从而为保证包装生产的连续性、高效性提供了良好的前提,同时也为保障袋成型包装机产品的包装质量和美观性打下了比较好的基础。

关键词：袋成型自动包装机供膜机构设计