057] 式中，T為所述抬刀周期，U為所述控制信號，k為抬刀周期控制系數(shù)。
[005引 （S )有益效果
[0059] 本發(fā)明提供了一種電火花加工自適應(yīng)控制系統(tǒng)及方法，本發(fā)明通過對過程參數(shù)的 在線識別，并利用在線識別的過程參數(shù)，根據(jù)本發(fā)明的控制模型W及當前的放電狀態(tài)得到 控制信號，實現(xiàn)對抬刀周期的實時調(diào)節(jié)，能夠使加工維持在有效加工階段，使加工維持在有 效加工階段，極大加強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并提高了加工效率。
【附圖說明】
[0060] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W 根據(jù)運些附圖獲得其他的附圖。
[0061] 圖1為本發(fā)明的一個較佳實施例的電火花加工自適應(yīng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0062]圖2為本發(fā)明的另一個較佳實施例的電火花加工自適應(yīng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0063] 圖3為本發(fā)明的一個較佳實施例的放電狀態(tài)判斷流程圖；
[0064]圖4為本發(fā)明的一個較佳實施例的抬刀周期傳遞單元工作流程圖；
[0065] 圖5為本發(fā)明的一個較佳實施例電火花加工自適應(yīng)控制方法流程圖；
[0066] 圖6a為利用傳統(tǒng)方法進行電火花加工的放電狀態(tài)示意圖；
[0067] 圖化為利用本發(fā)明的系統(tǒng)或方法進行電火花加工的放電狀態(tài)和抬刀周期的示意 圖；
[0068] 圖6c為利用傳統(tǒng)方法進行電火花加工與利用本發(fā)明的系統(tǒng)或方法進行電火花加 工的放電狀態(tài)和抬刀周期的對比示意圖；
[0069] 圖7a為圖化中1部分的放大示意圖；
[0070] 圖化為圖化中2部分的放大示意圖；
[0071] 圖7c為圖化中3部分的放大示意圖。
【具體實施方式】
[0072] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。W下實施例用于說明本發(fā) 明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。
[0073] 本發(fā)明公開了一種電火花加工自適應(yīng)控制系統(tǒng)，如圖1所示，所述系統(tǒng)包括：
[0074] 放電狀態(tài)判別模塊，用于根據(jù)電火花加工過程中的間隙電壓和間隙電流進行實時 判斷，得到放電狀態(tài)，并將所述放電狀態(tài)轉(zhuǎn)遞給參數(shù)估計單元W及反饋給控制模塊；
[00巧]參數(shù)估計模塊，用于根據(jù)所述放電狀態(tài)判別模塊提供的所述放電狀態(tài)W及控制模 塊提供的控制信號在線識別過程參數(shù)，并將識別得到的所述過程參數(shù)傳遞給參數(shù)計算模 塊；
[0076]參數(shù)計算模塊，用于根據(jù)所述過程參數(shù)計算得到多個控制參數(shù)，并將所述控制參 數(shù)傳遞給所述控制模塊；
[0077] 控制模塊，用于利用所述控制參數(shù)和所述放電狀態(tài)，根據(jù)控制模型計算得到控制 信號，并利用所述控制信號確定抬刀周期。
[007引進一步地，所述放電狀態(tài)判別模塊包括放電狀態(tài)識別單元和放電狀態(tài)判別單元， 其根據(jù)所述間隙電壓和間隙電流識別得到有害放電狀態(tài)、有效放電狀態(tài)W及放電延遲狀 態(tài)，并傳遞給所述放電狀態(tài)判別單元；所述放電狀態(tài)判別單元計算所述有害放電狀態(tài)的數(shù) 目與所述有害放電狀態(tài)、有效放電狀態(tài)W及放電延遲狀態(tài)的數(shù)目的和的比值，并將得到的 比值作為所述放電狀態(tài)。圖1中輸出y為輸出的放電狀態(tài)，放電狀態(tài)判別模塊在途中沒有 表示出來。
[0079] 進一步地，有效放電狀態(tài)包括火花放電狀態(tài)和瞬態(tài)拉弧狀態(tài)，所述有害放電狀態(tài) 包括穩(wěn)態(tài)拉弧狀態(tài)和短路狀態(tài)。
[0080] 進一步地，臟參數(shù)估計模塊利用遞歸最小二乘沼
巧行 估計過程參數(shù)，并且所述過程參數(shù)為：
[0081]
[0082] 進一步地，所述參數(shù)計算模塊利用下面公式計算所述多個控制參數(shù)：
[009引式中，A(q)、B(q)、C(q)、Am(q)、Bm(q)為所述多個控制參數(shù)，q為前向移位算子， al. ? *ana、bl. ? .bnb、cl. ? .CneW及dl. ? *dn期為所述過程參數(shù)，，ami. ? .am釀、 bmi ? ? ? bninbm為預(yù)定參數(shù)。
[0093] 進一步地，所述控制模型為：
[0094]
[0095] 式中，A(q)、B (q)、C (q)、Am(q)、Bm(q)為所述多個控制參數(shù)，U。為預(yù)定狀態(tài)，q為前 向移位算子，y(t)為實時反饋的所述放電狀態(tài)，u(t)為所述控制信號。
[0096] 進一步地，抬刀周期利用如下公式計算：
[0097] T = u/k
[009引式中，T為所述抬刀周期，U為所述控制信號，k為抬刀周期控制系數(shù)。
[0099] 進一步地，所述系統(tǒng)還包括通訊模塊，其與所述控制模塊、被控對象連接W及放電 狀態(tài)判別模塊連接；
[0100] 所述放電狀態(tài)判別模塊還包括抬刀狀態(tài)判斷單元，其根據(jù)所述間隙電壓和間隙電 流進行實時判斷，得到抬刀狀態(tài)，并在所述抬刀狀態(tài)數(shù)目大于抬刀預(yù)定值時，生成并發(fā)送有 效抬刀信號給所述通訊模塊；并且在所述有效抬刀信號生成時，所述放電狀態(tài)判別模塊將 其最后一次得到的所述放電狀態(tài)傳遞給所述控制模塊；
[0101] 所述通訊模塊在接受到所述有效抬刀信號后，將所述控制模塊最新計算得到的所 述抬刀周期傳遞給被控對象。
[0102] 優(yōu)選地，如圖4所示，當放電狀態(tài)判別模塊中的有效抬刀狀態(tài)時，計數(shù)器No開始累 加計數(shù)。由于抬刀的時間遠遠長于采集卡進行一輪數(shù)據(jù)采集的時間，設(shè)定只當No=1時， 即采集卡第一輪數(shù)據(jù)采集后，通訊模塊調(diào)用T并傳送給被控對象邸M。
[0103] 進一步地，上述系統(tǒng)還包括，連接下位機的通訊模塊，如圖2所示。放電狀態(tài)判別 模塊和通訊模塊是并行模塊，程序開始運行后同時進行；當放電狀態(tài)判別模塊中的放電狀 態(tài)被賦值成功W后（即有效抬刀信號生成時放電狀態(tài)判別模塊得到的最后一次得到的所 述放電狀態(tài)），控制模塊調(diào)用放電狀態(tài)，計算得出抬刀周期T ;當放電狀態(tài)判別模塊中生成 的有效抬刀狀態(tài)信號次數(shù)No=1被通訊模塊檢測到時，通訊模塊開始調(diào)用控制模塊計算出 的T，并傳輸給被控對象邸M，使其按照抬到周期T改變抬刀周期，實現(xiàn)自適應(yīng)控制。
[0104] 被控對象和控制模塊組成了系統(tǒng)內(nèi)環(huán)，參數(shù)估計模塊和參數(shù)計算模塊組成了系統(tǒng) 外環(huán)。外環(huán)在線辨識過程參數(shù)，再按選定的設(shè)計方法計算出控制參數(shù)，輸給內(nèi)環(huán)的控制模 塊，進而對被控對象（電火花加工過程）進行控制。
[0105] 本發(fā)明的系統(tǒng)的特點是必須對被控對象巧DM)的參數(shù)進行在線辨識估計，然后用 參數(shù)的估計值和基于最小方差與極點配置禪合的控制模型計算出控制模塊的控制信號W 及T (抬刀周期），并據(jù)此對被控對象進行控制。經(jīng)過多次地辨識和綜合調(diào)節(jié)參數(shù)可W使系 統(tǒng)的性能指標趨于最優(yōu)。
[0106] 綜上，本發(fā)明的參數(shù)估計模塊采用了遞歸的最小二乘法，控制模塊采用了最小方 差和極點配置的禪合方法構(gòu)建，根據(jù)加工過程中的放電狀態(tài)，實時控制電極的抬刀周期，可 W極大地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和加工效率，并且使加工維持在有效加工階段，保證了高效、穩(wěn) 定的加工過程。
[0107] 另外上述系統(tǒng)的處理過程可W基于VC++平臺，多線程運行，采用模塊化編程，使 被控對象（電火花加工邸M)按照預(yù)測值改變抬刀周期，實現(xiàn)了對抬刀周期的自適應(yīng)控制。
[010引 i：a滲數(shù)估計模塊在線辨識的過程參數(shù)赫為矢量白=k.V.' Vr. . AJ