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Optimization of SLHMS Based on Dynamic Balance of Mechanical and Electronic Spindle

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基于小生境蜂群PID算法的微位移控制系统设计

第30届中国控制与决策会议

作者： jinxiang pian Jiefeng Zhi Nan Hu Guohui Wang Simiao Yu School of Information and Control Engineering Shenyang Jianzhu University

Mechanical spindle is an important component in the machining process, and it often produce an oscillation in the process of high-speed operation, making its spindle deviate from its geometric center, so that it would seriously affect the processing accuracy in the industrial process, thus affecting the stability of the entire system. At present, some dynamic balancing methods are difficult to establish model and have low control precision. Aiming at the above problem, this paper applies the harmony search algorithm to establish the model of the amplitude of the mechanical spindle vibration to search the optimal solution, ultimately search for the vibration deviation of the A and B balance blocks in the mechanical spindle. The harmony search algorithm can significantly improve the search speed because of its simple structure, less adjustable parameters and easy implementation, but the convergence effect is not ideal. Based on the harmony search, the improved self-learning particle swarm(SLPSO) algorithm is used to improve its convergence rate, and to avoid falling into the local optimal. The experimental results verify the feasibility and compared with the actual average, vibration accuracy respectively improves 7.316%, 6.741% and 3.476%.

关键词： Mechanical spindle Dynamic balance Harmony search self-learning particle group(SLPSO)

来源： cnki会议评论

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信息与控制 2017年第6期46卷 726-731页

作者：周悦王丹片锦香郭威上海海洋大学工程学院上海201306 沈阳建筑大学信息与控制工程学院辽宁沈阳110168 上海深渊科学工程技术研究中心上海201306

针对微位移控制系统中参数整定精度低、控制效果不理想这一问题,本文提出了小生境蜂群PID控制算法(NABC-PID)来实现控制器参数的自整定和优化,以提高微位移控制系统的定位精度.NABC-PID控制算法将人工蜂群PID算法与具有维持解多样性的... 详细信息

针对微位移控制系统中参数整定精度低、控制效果不理想这一问题,本文提出了小生境蜂群PID控制算法(NABC-PID)来实现控制器参数的自整定和优化,以提高微位移控制系统的定位精度.NABC-PID控制算法将人工蜂群PID算法与具有维持解多样性的小生镜技术相结合,从而提高了算法的全局搜索能力和避免陷入局部最优.仿真实验结果表明,同蜂群PID算法相比较,基于NABC-PID算法的微位移控制系统具有响应速度快、超调小、稳态精度高等特点.微位移控制平台可视化监控界面的试验测试结果显示定位精度可达到0.012μm,移动误差位于0.010μm^0.020μm之间,满足纳米位移定位系统的控制精度要求.

关键词：微位移 PID控制小生镜技术蜂群算法

基于改进PSO和模糊RBF神经网络的退火炉温控制

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南京理工大学学报 2014年第3期38卷 337-341页

作者：李界家李晓峰片锦香沈阳建筑大学信息与控制工程学院辽宁沈阳110168

为提高对具有大滞后,强耦合的退火炉温度控制系统的控制精度,采用模糊径向基函数(RBF)神经网络控制炉温,并采用改进粒子群优化(PSO)算法进行优化。利用模糊推理过程与RBF神经网络所具有的函数等价性,统一系统函数。在利用改进PSO算法对... 详细信息

为提高对具有大滞后,强耦合的退火炉温度控制系统的控制精度,采用模糊径向基函数(RBF)神经网络控制炉温,并采用改进粒子群优化(PSO)算法进行优化。利用模糊推理过程与RBF神经网络所具有的函数等价性,统一系统函数。在利用改进PSO算法对模糊RBF神经网络进行训练时,先利用改进PSO算法得到模糊RBF神经网络的初始权值和阀值,然后对其进行二次优化得到最终的权值和阀值。仿真结果表明:该文方法降低了超调量,缩短了响应时间,稳态误差很小,能够拟合参考模型的输出,控制效果明显优于常规PID控制。

关键词：改进粒子群优化算法模糊径向基函数神经网络退火炉温度控制径向基函数权值阀值超调量响应时间稳态误差

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电主轴定子电阻混合智能辨识方法

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2013年第6期29卷 1098-1103页

作者：张丽秀吴玉厚片锦香沈阳建筑大学交通与机械工程学院辽宁沈阳110168

目的研究不同工况下电主轴定子电阻变化规律,找寻有效的定子电阻辨识方法,提高电主轴直接转矩控制(DTC)系统性能和定子电阻辨识精度.方法实验检测电主轴不同工况下定子电阻,分析影响定子电阻的主要因素,将影响定子电阻变化的变量作为辨... 详细信息

目的研究不同工况下电主轴定子电阻变化规律,找寻有效的定子电阻辨识方法,提高电主轴直接转矩控制(DTC)系统性能和定子电阻辨识精度.方法实验检测电主轴不同工况下定子电阻,分析影响定子电阻的主要因素,将影响定子电阻变化的变量作为辨识系统的输入,建立人工神经元网络(ANN)与案例推理(CBR)联合组成的混合式智能定子电阻辨识的模型.结果单纯地通过人工神经元网络方法对定子电阻进行辨识,辨识的误差可以达到±0.005Ω;利用案例推理技术对神经元网络的辨识结果进行修正后,定子电阻辨识的误差减小到±0.002Ω.结论基于神经元网络及案例推理相结合的定子电阻辨识方法与单纯的神经元网络辨识相比,可将定子电阻辨识精度提高60%,将辨识以后的定子电阻导入到电主轴直接转矩控制系统中,大大地提高了系统的控制性能.

关键词：直接转矩定子电阻神经元网络案例推理

结合BFO及CBR的层流冷却水量优化设定方法

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仪器仪表学报 2015年第3期36卷 615-622页

作者：片锦香朱云龙刘金鑫柴天佑中国科学院沈阳自动化研究所信息服务与智能控制研究室沈阳110016 沈阳建筑大学信息与控制工程学院沈阳110168 东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110189

层流冷却过程控制目标是保证带钢卷取温度进入目标范围内并尽量提高精度以保证带钢质量,其本质是目标优化问题。同时,层流冷却过程处于频繁变化操作工况的动态环境之下,现有控制方法很难实现有效的实时控制。本文针对现有层流冷却过程... 详细信息

层流冷却过程控制目标是保证带钢卷取温度进入目标范围内并尽量提高精度以保证带钢质量,其本质是目标优化问题。同时,层流冷却过程处于频繁变化操作工况的动态环境之下,现有控制方法很难实现有效的实时控制。本文针对现有层流冷却过程控制方法很少引入优化思想这一问题,提出基于改进菌群优化算法(BFO)的层流冷却过程冷却水量优化设定方法。并针对动态变化工况,引入案例推理(CBR)机制,提出离线优化——在线推理双层结构的动态优化设定控制结构。基于实际运行数据的实验结果说明,本文提出的方法能够有效搜索冷却水量的优化设定值,而且在变更带钢规格的变化工况条件下,能够及时调整冷却水量的设定值,最终使带钢卷取温度进入目标范围内。

关键词：层流冷却菌群算法案例推理设定控制

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基于蜂群算法的机床主轴对流换热系数优化

仪器仪表学报 2015年第12期36卷 2706-2713页

作者：片锦香刘美佳张丽秀吴玉厚宫巍沈阳建筑大学信息与控制工程学院沈阳110168

机床主轴温度场分析是一种减少主轴热误差、提高主轴精度及其稳定性的重要方法。作为热分析边界条件中关键参数的对流换热系数,其值大小反映了主轴零部件表面与空气对流换热的强度,对主轴有限元温度场分析结果的影响最为明显。以170CP06... 详细信息

机床主轴温度场分析是一种减少主轴热误差、提高主轴精度及其稳定性的重要方法。作为热分析边界条件中关键参数的对流换热系数,其值大小反映了主轴零部件表面与空气对流换热的强度,对主轴有限元温度场分析结果的影响最为明显。以170CP06-DM机械主轴为研究对象,深入研究主轴对流换热系数的影响因素,提出一种基于人工蜂群优化算法的机床主轴换热系数优化算法。实验表明,提出的蜂群算法能够根据环境温度和转速而自动寻找优化的主轴换热系数。与传统的经验确定对流换热系数方法相比,主轴前轴承处的计算最大误差、平均误差、均方差分别提高了大约4.54℃、2.87℃、1.65℃,主轴后轴承处的计算最大误差、平均误差、均方差分别提高了大约7.12℃、3.49℃、2.41℃。

关键词：对流换热系数主轴温度人工蜂群算法机械主轴

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强化学科专业特色培养建筑智能化人才

科教文汇 2014年第8期 51-51,86页

作者：李界家片锦香郭彤颖沈阳建筑大学信息与控制工程学院辽宁沈阳110168

根据建筑类院校建筑智能化专业人才培养目标,制定了具有智能建筑技术特色人才培养方案,重视实践教学,重工程实践能力、设计能力的培养,突出建筑智能化特色、反映时代发展需求,提高了人才培养质量。

关键词：专业特色建筑智能化人才培养

结合机理和RBF的污水处理过程水质软测量模型

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科技广场 2013年第9期 71-75页

作者：片锦香李界家苑明哲丛秋梅沈阳建筑大学信息与控制工程学院中国科学院沈阳自动化研究所信息服务与智能控制技术研究室

针对活性污泥污水处理过程强非线性、不确定性和时变性等综合复杂特性,本文研究了污水水质COD的检测技术现状,并总结了现有水质软测量模型的存在问题,最后建立适应大范围变化工况条件、并具有较高精度的多模型结构的水质软测量模型。其... 详细信息

针对活性污泥污水处理过程强非线性、不确定性和时变性等综合复杂特性,本文研究了污水水质COD的检测技术现状,并总结了现有水质软测量模型的存在问题,最后建立适应大范围变化工况条件、并具有较高精度的多模型结构的水质软测量模型。其中,工况识别机制采用案例推理技术实现,每个局部模型采用机理模型结合RBF神经网络技术实现。

关键词：污水处理水质模型软测量神经网络

基于改进蜂群优化的导热系数的电主轴热变形预测研究

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科技广场 2017年第6期 6-12页

作者：片锦香陈佳丽戚爰伟沈阳建筑大学信息与控制工程学院辽宁沈阳110168

电主轴产生的热误差是引起机床热误差的关键因素,严重制约机床加工精度。精确预测热变形,可以提高机床加工水平。作为热分析边界条件中关键参数的导热系数,反映固体间传热性能,影响温度场、热变形位移场的精确性。本文以100MD60Y4型号... 详细信息

电主轴产生的热误差是引起机床热误差的关键因素,严重制约机床加工精度。精确预测热变形,可以提高机床加工水平。作为热分析边界条件中关键参数的导热系数,反映固体间传热性能,影响温度场、热变形位移场的精确性。本文以100MD60Y4型号电主轴为研究对象,研究导热系数影响因素,提出基于改进蜂群算法的电主轴导热系数优化算法。实验结果表明,该算法可以得到更精确的导热系数。与经验值相比,主轴前、后轴承处温度计算最大误差、平均误差分别提高大约3.69℃、2.97℃,3.02℃、2.94℃;主轴三个方向热变形量计算最大误差、平均误差分别提高约0.31μm、3.97μm、13μm,0.243μm、1.056μm、8.87μm。

关键词：电主轴热变形导热系数改进蜂群算法