單晶金剛石刀具精準刃磨控制技術

第1章 相關理論及發(fā)展現(xiàn)狀 001
1.1 單晶金剛石晶體特性及晶體結構 003
1.2 單晶金剛石典型晶面及晶向 004
1.3 單晶金剛石刀具的加工方法 006
1.4 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 009
1.4.1 單晶金剛石刀具刃磨水平和設備的發(fā)展現(xiàn)狀 009
1.4.2 單晶金剛石晶體定向方法的研究現(xiàn)狀 011
1.4.3 單晶金剛石刀具狀態(tài)監(jiān)測技術的發(fā)展現(xiàn)狀012
1.4.4 單晶金剛石刀具振動信號控制方法發(fā)展現(xiàn)狀015
1.5 單晶金剛石刀具性能的主要技術指標017
1.5.1 刃口鈍圓半徑017
1.5.2 刀具表面粗糙度 018
第2章 刃磨過程信號分析處理方法及系統(tǒng)建模 021
2.1 表征刀具刃磨方向狀態(tài)信息特征信號選擇 022
2.2 刃磨過程刀具特征信號去噪處理 023
2.2.1 小波包分析理論  023
2.2.2 小波包閾值去噪方法 026
2.2.3 小波包閾值去噪方法的改進  027
2.2.4 小波包去噪仿真結果分析 028
2.3 刃磨過程刀具振動信號特征分析031
2.4 振動信號和聲發(fā)射信號特征參數(shù)分析 038
2.4.1 特征參數(shù)分析方法 038
2.4.2 刀具振動信號特征分析041
2.4.3 刀具聲發(fā)射信號特征分析 046
2.5 系統(tǒng)建模 048
2.5.1 步進電機系統(tǒng)建模 049
2.5.2 刃磨壓力與力臂長度關系建模051
2.5.3 刃磨壓力與刀具振動之間關系建模 052
本章小結 054
第3章 刃磨過程刀具方向在線識別及優(yōu)化方法 057
3.1 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡概述  058
3.1.1 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡結構  058
3.1.2 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡的學習算法 060
3.2 基于RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡的刀具方向識別模型的構建  062
3.2.1 刀具方向識別模型  062
3.2.2 基于RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡模型實驗驗證 064
3.3 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡的改進  067
3.3.1 粒子群算法 067
3.3.2 粒子群算法參數(shù)及改進 068
3.3.3 改進后粒子群算法的性能測試 070
3.3.4 基于IPSO-RBF 的刀具刃磨方向在線識別模型  074
3.3.5 基于IPSO-RBF 的刀具在線識別模型實驗驗證 076
3.4 單晶金剛石刀具分度刃磨 081
3.5 刀具刃磨方向的在線優(yōu)化方法 082
3.5.1 自動搜索尋優(yōu)控制基本原理 083
3.5.2 自動搜索尋優(yōu)控制的實現(xiàn)方法 084
3.5.3 刀具刃磨軌跡模型 086
3.5.4 刀具刃磨位置與刃磨線速度方向的關系分析 087
3.5.5 刀具刃磨方向的在線優(yōu)化 088
3.5.6 構造刀具刃磨方向的偏差函數(shù) 089
3.5.7 基于步進搜索法的刀具刃磨方向在線優(yōu)化及實驗分析 090
本章小結 093
第4章 刃磨過程刀具振動信號控制方法095
4.1 刃磨振動控制方法 096
4.1.1 影響刀具刃磨振動相關擾動  096
4.1.2 刀具刃磨振動控制思路及實施方式  097
4.2 內(nèi)模控制方法 098
4.2.1 內(nèi)?？刂平Y構及控制器設計  098
4.2.2 內(nèi)模控制特性理論分析 100
4.2.3 內(nèi)?？刂频膬?yōu)勢與不足  101
4.3 采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡改進內(nèi)?？刂?102
4.3.1 模糊控制 102
4.3.2 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡 103
4.3.3 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的優(yōu)勢 104
4.4 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡與內(nèi)?？刂葡嘟Y合 104
4.4.1 控制結構與原理 104
4.4.2 FNN-IMC 控制方法仿真分析106
4.5 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡魯棒內(nèi)?？刂品椒?109
4.5.1 優(yōu)化控制結構與原理109
4.5.2 魯棒內(nèi)?？刂平Y構設計 110
4.5.3 魯棒控制器G C2(s ) 設計  111
4.5.4 FNN-Robust-IMC 控制方法仿真分析  112
本章小結 115
第5章 單晶金剛石刀具刃磨過程控制系統(tǒng)117
5.1 系統(tǒng)實現(xiàn)的總體思路118
5.2 系統(tǒng)硬件組成 120
5.2.1 信號采集電路122
5.2.2 濾波電路125
5.2.3 轉換電路129
5.2.4 執(zhí)行電路130
5.3 上位機監(jiān)控界面設計 131
5.3.1 LabVIEW 簡介132
5.3.2 監(jiān)控界面功能132
5.3.3 LabVIEW 界面設計134
5.4 實驗分析140
5.4.1 采樣間隔選擇140
5.4.2 測點選擇 141
5.4.3 實驗過程及結果 141
本章小結143
參考文獻 144