[发明专利]一种基于模糊控制的软性磨粒流加工方法及其装置

权利要求书

1.一种基于模糊控制的软性磨粒流加工方法，其特征在于：所述加工方法具体过程如下：

（1）储液槽内的温度传感器测量得到软性磨粒的当前温度，并由温度—最优速度公式计算出当前温度下的最优速度；

（2）输入模糊控制器中，所述最优速度作为模糊控制器的速度给定值，速度传感器测量得到当前流速，作为模糊控制器的反馈量输入；最优速度与当前速度之差即为所述系统输入量；在模糊控制器内，输入量经过模糊化处理—模糊控制规则—模糊决策—精确化处理后，输出精确的输出量，所述输出量为电压频率的变化量，执行机构为变频器；

（3）通过变频器改变泵的输入电压的频率，进而改变转速，达到控制软性磨粒的流速，实现软性磨粒流加工。

2.如权利要求1所述的基于模糊控制的软性磨粒流加工方法，其特征在于：所述步骤（1）中，温度—最优速度公式的拟合过程如下：

对选定的磨粒流流体在不同温度下测量其粘度，根据粘—温计算公式式中μ₀和t₀取40°C时的粘度和温度，求出系数λ，并求出其粘—温公式；

在相同温度下，对不同速度下的湍动能和动压力分布进行FLUENT仿真，对仿真结果进行对比；相同速度下，对不同温度下的湍动能和动压力分布进行FLUENT仿真，对仿真结果进行对比；对比同一温度下不同速度下的仿真结果，找出该温度下湍动能和动压力分布最为理想的速度，即最优速度；并结合前面所研究的湍动能和动压力分布随温度速度的变化规律，找出多个温度点下的最优速度，画出温度—最优速度曲线，并拟合出温度—最优速度公式。

3.如权利要求1或2所述的基于模糊控制的软性磨粒流加工方法，其特征在于：所述步骤（2）中，建立模糊控制器的过程为：

选择二维的双输入单输出结构的模糊控制器，模糊控制器的设计以Δv和Δv‘为输入量，Δv即为当前温度下的最优速度与当前的实际速度之差，最优速度由温度传感器采集的当前温度根据温度—最优速度公式计算所得，实际速度由流速传感器测得；Δv′为Δv关于时间的变化率；以电压频率的变化量Δf为输出量；

进一步，确定隶属度函数，设计模糊控制规则，并选取量化因子和比例因子。

4.如权利要求3所述的基于模糊控制的软性磨粒流加工方法，其特征在于：所述建立模糊控制器的过程还包括：

利用MATLAB软件中的模糊逻辑工具箱对模糊控制器进行仿真，观察输入—输出曲面，对不合理的模糊控制规则和推理方式进行修改；利用MATLAB软件中的Simulink模块对模糊控制系统进行仿真，根据仿真结果对量化因子和比例因子参数进行优化。

5.一种实现如权利要求1所述的基于模糊控制的软性磨粒流加工方法的加工装置，包括软性磨粒流加工实验平台，所述软性磨粒流加工实验平台包括储液槽，所述储液槽内安装泵和管道，其特征在于：所述泵与变频器连接，所述变频器与RS232/RS485转换器连接，所述RS232/RS485转换器与加工控制器连接，所述管道内安装温度传感器和流量传感器，所述温度传感器和流量传感器与A/D转换器连接，所述A/D转换器与加工控制器连接。