【摘要】：隨著數(shù)控磨床在制造業(yè)的廣泛應(yīng)用,數(shù)控磨床加工系統(tǒng)能耗大、能效低的問題十分突出。數(shù)控磨床加工系統(tǒng)在加工過程伴隨著能量轉(zhuǎn)換、利用和回收過程,其各功能部件均存在不同性質(zhì)的能量損耗,而這些損耗間的互相作用和影響又使得數(shù)控磨床的能耗規(guī)律更為復(fù)雜。本文以數(shù)控磨床加工系統(tǒng)為研究對象,應(yīng)用能量信息流對數(shù)控磨床加工系統(tǒng)的能耗進(jìn)行分析和預(yù)測研究。(1)數(shù)控磨床加工系統(tǒng)的能量信息流。針對能量流和信息流之間信息共用困難,大量的有效狀態(tài)信息不能深入挖掘、分析和利用的問題,分析數(shù)控磨床加工系統(tǒng)能量流和信息流及其協(xié)同作用,從能耗的角度構(gòu)建了數(shù)控磨床加工系統(tǒng)的能量信息流;運(yùn)用互信息方法對信息流變量進(jìn)行選擇,并運(yùn)用MLFNN算法對能量流和信息流數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理,搭建了數(shù)控磨床加工系統(tǒng)能量流和信息流的數(shù)據(jù)融合框架,分析和探討了能量流和信息流的協(xié)同控制機(jī)制;計(jì)算數(shù)控磨床加工系統(tǒng)的綜合協(xié)調(diào)指數(shù),建立了基于改進(jìn)型BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)能量流和信息流協(xié)同控制模型,并用算法驗(yàn)證了能量流和信息流的協(xié)同控制可使系統(tǒng)能耗最低。(2)數(shù)控磨床加工系統(tǒng)的能耗分析方法。從多能量源的角度構(gòu)建了數(shù)控磨床加工系統(tǒng)的能量流流程,由于能量在流動(dòng)過程中存在各種形式的損耗,系統(tǒng)的可用能減少;考慮能量流的降質(zhì)過程,應(yīng)用?分析方法對能量流的能量轉(zhuǎn)化-利用-回收過程進(jìn)行能量?分析,構(gòu)建了能量?平衡方程,提出了一種基于能量?平衡方程的數(shù)控磨床加工系統(tǒng)能耗分析方法;應(yīng)用該方法分析了數(shù)控磨床加工系統(tǒng)各子系統(tǒng)的能耗,并建立了數(shù)控磨床加工系統(tǒng)的能效模型。(3)數(shù)控磨床加工系統(tǒng)的能耗預(yù)測模型。由數(shù)控磨床加工系統(tǒng)各子系統(tǒng)的能耗計(jì)算系統(tǒng)在基本啟動(dòng)狀態(tài)、待機(jī)運(yùn)行狀態(tài),無負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)和磨削加工狀態(tài)下的功率,建立數(shù)控磨床加工系統(tǒng)的功率平衡方程;基于功率平衡方程和磨削能耗比,建立了一種基于磨削能耗比的數(shù)控磨床加工系統(tǒng)能耗預(yù)測模型;應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對數(shù)控磨床加工系統(tǒng)的能耗預(yù)測模型進(jìn)行求解,驗(yàn)證了能耗預(yù)測模型的準(zhǔn)確性和有效性。(4)基于上述方法和模型開發(fā)數(shù)控磨床能耗預(yù)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對數(shù)控磨床加工系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)的監(jiān)測,設(shè)置不同的加工參數(shù)可對數(shù)控磨床加工系統(tǒng)的磨削能耗比進(jìn)行預(yù)測和分析。通過實(shí)驗(yàn)探討了砂輪線速度、進(jìn)給速度和磨削深度等參數(shù)對磨削能耗比的影響,進(jìn)一步驗(yàn)證了數(shù)控磨床能耗預(yù)測系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TG596

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2790761