[发明专利]基于模糊控制的电火花自适应控制系统

说明书

本发明公开一种基于模糊控制的电火花自适应控制系统，包括：将模糊系统划分为三层适应控制模块，并建立对应的模糊控制器，第一层控制模块用以采集和判断采样点实时状态信息，第二层控制模块用以将采样点的直流/交流进行对输出目标的转换，本发明提出的一种基于模糊控制的电火花自适应控制系统，有效克服了平均电压控制方法过于简单化、调节量单一化等缺点及传统一型模糊逻辑在处理不确定性方面的局限性，保证了控制系统和加工过程的稳定性和准确性，显著提高了加工效率，确保了加工控制的实时性，是一种非常适用于微细电火花加工的控制方法。

技术领域

本发明涉及电火花控制技术领域，尤其涉及一种基于模糊控制的电火花自适应控制系统。

背景技术

常规电火花的控制方法一般采用平均电压法，该方法将采集到的放电间隙电压的平均值与设定的伺服参考电压进行比较，当火花放电时，伺服机构保持不动；当间隙开路时，伺服机构进行小位移进给；而当间隙短路时，伺服机构则大位移回退。平均电压法的不足之处是控制规则偏于简单化、加工经验在控制策略中融合不足以及判断依据和调节量单一化，但由于常规电火花加工放电状态变化缓慢且平稳，利用平均电压控制法可以得到较好的控制效果。然而对于微细电火花加工，其脉宽通常很窄，放电能量十分微弱，间隙平均电压幅值较低，并且加工过程干扰严重，采集的电压信号中噪声比率较大，因此平均电压法已不适用于微细电火花加工。

近年来，模糊逻辑被证明是一种较为有效的控制方法，因此出现了将模糊控制运用到PID参数的在线调整上的电火花电极间隙控制方法，即可以模仿人的思维过程进行“不精确推理”，由于介入了人类的经验，因而能够处理微细电火花加工等复杂甚至“病态”系统，在微细电火花加工领域应用十分广泛。然而，模糊控制系统的建立包含如下诸多不确定性因素，例如模糊空间需要数个人员共同细致规划，在实际运用中会存在规划的许多细节问题，而且人为对输出函数的建立在逻辑中有一定的缺陷和不可控性，同时采集的参数样本也不够准确等问题，因此，模糊控制系统本身就具有不确定性，并且其信息处理方法简单，当加工环境恶化时会导致系统动态性能变差，因而仍不能保证微细电火花加工过程的高效性和稳定性。

发明内容

本发明提供一种基于模糊控制的电火花自适应控制系统，用以解决上述背景中提到的问题。

一种基于模糊控制的电火花自适应控制系统，包括：

将模糊系统划分为三层适应控制模块，并建立对应的模糊控制器，第一层控制模块用以采集和判断采样点实时状态信息，第二层控制模块用以将采样点的直流/交流进行对输出目标的转换，交流电压经过PFC变换器和DC/DC变换器输出可调直流电压给主电路供电，主电路给间隙提供正负极性电压，检测电路检测间隙的电压和电流送入控制电路，控制电路输出控制信号；第三层控制模块将控制信号经过驱动电路放大后产生驱动信号驱动主电路开光管的通断，输出电机的进给速度由控制信号控制；

模糊控制器分别对经过三层控制模块的信息规则进行输出存储，并将经过调节的电压输入到脉冲形成电路，并将生成的脉冲电路进行对应检测，若符合要求则传输至控制电路，若不符合则关闭脉冲电路；将通过对一个分析周期内的所有电路状态信息进行统计，得到的数据再保存后进行聚类优化，将聚类中心设置为新的模糊子集，将数据点的边界设置为新的论域。

优选地，所述模糊控制器通过导线与示波器和显示器相连，通过网线与串口服务器相连。

优选地，所述脉冲电路采用差分采样电路，采用电流传感器，电压检测值和电流检测值通过高速AD芯片进行数模转换，在控制器中根据实时电压值和实时电流值可计算出当前间隙的状态。

本发明提出的一种基于模糊控制的电火花自适应控制系统，有效克服了平均电压控制方法过于简单化、调节量单一化等缺点及传统一型模糊逻辑在处理不确定性方面的局限性，保证了控制系统和加工过程的稳定性和准确性，显著提高了加工效率，确保了加工控制的实时性，是一种非常适用于微细电火花加工的控制方法。

具体实施方式