收藏本站
《浙江大学》 2014年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

螺旋铣制孔设备孔径自动控制系统设计研究

谢祥南  
【摘要】:螺旋铣自动制孔技术作为一种新型孔加工技术,相比传统钻孔加工,具有切削过程平稳、切削力小、精度高、刀具使用寿命长以及一把刀具可以加工多种孔径孔等优点,在国外复合材料加工领域得到了广泛应用。然而,我国在此领域的发展仍处于试验阶段。在此背景下,浙江大学飞机数字化装配项目团队研制开发了一套螺旋铣自动制孔设备。该设备偏心机构采用中空型力矩电机实现主轴径向偏移量的调整,以应用于多种孔径孔加工。本文以偏心机构为研究对象,针对加工过程中存在因偏心产生的非线性干扰影响加工孔质量的问题,提出一种基于自适应鲁棒控制理论的闭环伺服控制系统。 本文首先阐述论文的研究背景和意义,总结螺旋铣自动制孔技术的国内外发展现状;同时介绍自适应鲁棒控制在非线性控制领域的优势及其在实际控制领域的应用情况,并提出论文的主要研究内容。 然后介绍螺旋铣末端执行器的整体结构与加工原理,对偏心机构进行结构分析和受力分析,同时建立偏心机构的动力学模型。 根据偏心机构的动力学模型,提出自适应鲁棒控制方法,采用梯度在线自适应法消除系统中的可建模不确定性影响;采用线性反馈减小因估计误差导致的系统精度问题;采用非线性鲁棒反馈减小外部干扰对偏心机构控制带来的影响。然后通过建立李雅普诺夫稳定性方程分别验证自适应律设计的有效性以及设计的控制系统的稳定性。 根据螺旋铣末端执行器加工的性能指标和功能要求,确定该设备偏心机构的控制系统方案以及在MechaWare中实现方法,并对铝合金和叠层材料进行加工实验研究。实验结果表明,在加工孔直径为18mm的铝合金工件时,可将孔径误差控制在±0.021mm以内,且实际偏心误差低于0.002mm;在加工碳纤维复合材料时,有效抑制了毛刺和分层现象。 最后对本论文的研究工作作了全面的总结,对进一步研究工作作了展望。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TG547

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李雷;崔钢;陈桂琴;;飞机数字化装配技术的研究[J];电脑知识与技术;2010年13期
2 秦旭达;陈仕茂;刘伟成;倪旺阳;刘一雄;;螺旋铣孔技术在航空制造装配业中的发展应用[J];航空制造技术;2009年06期
3 于晓江;曹增强;蒋红宇;龚佑宏;;碳纤维复合材料与钛合金结构制孔工艺研究[J];航空制造技术;2011年03期
4 冯纯伯;罗宁苏;李晓明;;自适应控制系统的鲁棒性[J];自动化学报;1987年06期
5 朱春燕;蒋红宇;张烘洲;;飞机装配铣削制孔和钻孔技术对比分析[J];南京航空航天大学学报;2012年S1期
6 王文华,王宏禹;非平稳信号的一种ARMA模型参数估计法[J];信号处理;1998年01期
7 刘新平,刘宏才;自适应鲁棒控制算法[J];信息与控制;1989年03期
8 钱九红;航空航天用新型钛合金的研究发展及应用[J];稀有金属;2000年03期
9 董辉跃;曹国顺;曲巍崴;柯映林;;工业机器人自动钻孔及锪窝一体化加工[J];浙江大学学报(工学版);2013年02期
10 李忠群;郑敏;王鑫;;螺旋铣孔技术研究进展[J];湖南工业大学学报;2013年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 关巍;基于Backstepping的船舶运动非线性自适应鲁棒控制[D];大连海事大学;2010年
2 王海艳;难加工材料螺旋铣孔动力学研究[D];天津大学;2012年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 龚超;毛平淮;;基于变秸秆为有机肥环保厕所的研究[J];安徽农业科学;2009年21期
2 钱松荣;;两鼓式轮胎成型机的升级改造设计[J];现代农业科技;2010年20期
3 钱松荣;;农用汽车轮胎成型机技术改造设计[J];现代农业科技;2011年18期
4 肖冰;康凤;胡传凯;舒大禹;黄树海;宁海青;;国外轻质结构材料在国防工业中的应用[J];兵器材料科学与工程;2011年01期
5 李冀鑫;徐彦军;侯志强;;基于H_∞混合灵敏度的着舰飞控系统[J];兵工自动化;2010年06期
6 黄荣瑛;;基于教学大纲制作“机电传动与控制”课件[J];北京航空航天大学学报(社会科学版);2008年02期
7 王亮;李东升;罗红宇;靳阳;;飞机装配数控柔性多点工装技术及应用[J];北京航空航天大学学报;2010年05期
8 陈波;王玉新;黄新斌;;烟气含氧自动调节技术在油田注汽锅炉上的应用[J];节能与环保;2008年05期
9 王延军;纪文刚;吴立志;代峰燕;孙法强;;超低速运动提拉装置的系统设计与应用[J];北京石油化工学院学报;2009年01期
10 李琳琦;燕子;李婷;张胜利;;搅拌机用电动机的选用[J];山东陶瓷;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 彭涛;桂卫华;Ding Steven X;汤琼;李昊;;一种基于混合H_-/H_∞的故障检测系统优化设计方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 于洋;熊柏青;惠松骁;叶文君;付艳艳;;Ti-6Al-4V-0.1B合金铸态组织的高温变形行为[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年
3 李欣业;桑建兵;李晓雷;刘波;;理论力学中的坐标约定与正方向约定[A];力学与工程应用(第十三卷)[C];2010年
4 沈静娴;叶红玲;;某大型液体火箭发动机燃烧室频率特性模型研究[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
5 孙振民;李强;冀青;;一种阀门定位器的电路设计方案[A];第十三届中国科协年会第10分会场-节能减排战略与测控技术发展学术研讨会论文集[C];2011年
6 林书禹;谢存禧;张铁;李琳;;移动机器人控制系统的数字PID混合控制[A];第十届粤港机电工程技术与应用研讨会暨梁天培教授纪念会文集[C];2008年
7 黄建国;;精密三轴测试转台控制系统设计与实现[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年
8 蔡奋飞;崔春翔;刘双进;;时效工艺对Ti-3Al-2V-10Mo-9Nb-1Zr-0.5Cr合金显微组织和力学性能的影响[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第三卷)[C];2011年
9 周高峰;曹巨江;;电子凸轮通电脉冲频率的推导及其控制程序[A];全国印刷、包装机械凸轮、连杆机构学术研讨会(第6届全国凸轮机构学术年会)论文集[C];2005年
10 秦晓杰;李亮;何宁;单以才;;螺旋铣孔铣削力研究[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王显峰;船舶运动鲁棒H_∞估计与预报研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 黄俊;新型亚稳态β钛合金Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr-0.5Fe循环变形机理及疲劳断裂性能研究[D];合肥工业大学;2011年
3 赵俊;结构健康监测中的测点优化布置方法研究[D];暨南大学;2011年
4 罗亮;基于单位分解的非线性不确定系统模糊自适应镇定与跟踪控制分析[D];广东工业大学;2011年
5 周兰;基于连续—离散二维模型的周期系数线性系统鲁棒重复控制设计[D];中南大学;2011年
6 李奇;质子交换膜燃料电池系统建模及其控制方法研究[D];西南交通大学;2011年
7 王念东;集成化虚拟装配理论、方法及其在飞机总体布置中的应用[D];南京航空航天大学;2009年
8 贺成龙;可重复使用运载器亚轨道上升段制导与控制技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
9 陈小飞;磁悬浮飞轮系统振动分析与抑制控制研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 杨树财;精密切削钛合金Ti6Al4V刀具刃口作用机理及应用研究[D];哈尔滨理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐顺杰;大功率LED封装共晶炉及灯具传热过程仿真分析[D];华中农业大学;2010年
2 宁铮;TC4钛合金微弧氧化膜层的摩擦性能研究[D];南昌航空大学;2010年
3 王坤;液体粘性传动研究及应用[D];山东科技大学;2010年
4 李志欣;智能轮式移动机器人的控制系统设计[D];辽宁师范大学;2010年
5 李娜;基于神经网络的非线性系统H_∞控制[D];广西师范学院;2010年
6 翟欢欢;基于递推的船舶航向鲁棒控制器设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 李倩;钛合金激光熔覆工艺与形状修复试验研究[D];大连理工大学;2010年
8 王喆;铜互连层电化学机械抛光试验台及电解液研究[D];大连理工大学;2010年
9 胡浩;叉车门架、属具试验台电气设计[D];合肥工业大学;2010年
10 郝智超;直线柔性二级倒立摆优化控制研究[D];长春工业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林永屹;杜佳璐;牛杰;;基于Backstepping的船舶航向自适应鲁棒非线性控制器设计[J];船舶工程;2007年01期
2 张杨;张显库;王新屏;李宗波;;强风中普通商船动力定位的研究[J];船舶工程;2008年02期
3 柳丽萍;杜佳璐;王兴如;;基于积分逆推—非线性阻尼算法的船舶航向控制器设计[J];船舶工程;2008年05期
4 张显库;吕晓菲;郭晨;杨盐生;;船舶航向保持的鲁棒神经网络控制[J];船舶力学;2006年05期
5 许可建,刘维亭,朱志宇,张冰;船舶减摇控制方法综述[J];船舶;2004年05期
6 张显库;;汽车防抱死制动系统的鲁棒控制[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年07期
7 张显库;;非脆弱鲁棒PID控制器设计[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年06期
8 张显库,贾欣乐;船舶自动舵鲁棒控制权函数综合选择方法[J];大连海事大学学报;1999年03期
9 杜佳璐,郭晨,李如铁;基于逆推算法的非线性船舶航向跟踪控制器[J];大连海事大学学报;2004年02期
10 孔令涛;杜佳璐;王玉杰;;基于逆推-非线性阻尼算法的船舶航向控制器设计[J];大连海事大学学报;2006年04期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 刘伟;智能CAPP系统中工艺路线和切削参数的决策研究[D];天津大学;2010年
2 秦宝荣;智能CAPP系统的关键技术研究[D];南京航空航天大学;2003年
3 张厚江;碳纤维复合材料(CFRP)钻削加工技术的研究[D];北京航空航天大学;1998年
4 刘志新;高速铣削过程动力学建模及其物理仿真研究[D];天津大学;2006年
5 耿国盛;钛合金高速铣削技术的基础研究[D];南京航空航天大学;2006年
6 王新屏;舵鳍联合系统的简捷非线性鲁棒控制[D];大连海事大学;2009年
7 吴健;典型难加工材料钻削相关技术的基础研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 鲍永杰;C/E复合材料制孔缺陷成因与高效制孔技术[D];大连理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张选龙;碳纤维复合材料/钛合金叠层装配制孔技术研究[D];大连理工大学;2010年
2 赵冬;C/E复合材料制孔缺陷分析与评价方法研究[D];大连理工大学;2010年
3 滑松;螺旋铣孔虚拟样机设计与优化[D];天津大学;2010年
4 王琦;螺旋铣孔样机设计和试验研究[D];天津大学;2012年
5 姜晓红;基于非线性Backstepping的船舶航向控制器设计[D];大连海事大学;2003年
6 张稚彬;基于反步法的一类非线性系统的鲁棒自适应控制[D];四川大学;2005年
7 石芳;鲁棒自适应航向控制器的设计[D];大连海事大学;2006年
8 袁智星;螺旋铣孔动力学研究[D];天津大学;2008年
9 刘国兴;复合材料/钛合金装配制孔用PCD刀具的研制[D];大连理工大学;2009年
10 陈仕茂;难切削加工材料螺旋铣孔切削动力学及其试验研究[D];天津大学;2009年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于桂欣;张定华;单晨伟;孟志强;;叶片螺旋铣加工中的刀具轨迹动力学分析与优化方法研究[J];新技术新工艺;2006年04期
2 刘骁;;叶片专用多轴数控编程技术研究[J];制造技术与机床;2007年05期
3 刘骁;张定华;白瑀;;叶片高速铣多轴编程技术的研究[J];机床与液压;2006年02期
4 仵高升;卜昆;单晨伟;张定华;白;;叶片螺旋铣加工刀位计算研究[J];机床与液压;2006年04期
5 黄浩;刘红枫;;大齿轮铣齿专用机构设计[J];金属加工(冷加工);2011年19期
6 罗明;吴宝海;张定华;李山;张莹;;一种带缘头避让的叶片高效螺旋加工方法[J];机械科学与技术;2008年07期
7 白瑀,张定华,刘维伟;叶片螺旋铣弹性变形分析[J];机械科学与技术;2005年07期
8 周维泉;;用牛鼻子刀螺旋铣内锥面的通用宏程序[J];制造技术与机床;2009年05期
9 孙春华,刘华明,唐余勇,吴昌祚;关于螺旋铣刃口设计的问题[J];黑龙江大学自然科学学报;2000年01期
10 周维泉;;用牛鼻子刀螺旋铣外锥面的通用宏程序[J];金属加工(冷加工);2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 秦晓杰;李亮;何宁;单以才;;螺旋铣孔铣削力研究[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
2 杜佳璐;汪思源;郑凯;于双和;;一类控制系数和扰动完全未知的非线性系统的自适应鲁棒控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 蔚润义;;一类线性时变系统的采样控制[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
4 董登科;王俊扬;;紧固孔原始疲劳质量控制与制孔技术研究[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ卷)[C];1999年
5 朱笑丛;陶国良;曹剑;;基于高速开关阀的对称型气动肌肉并联关节研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
6 蔡闻峰;薛小平;;先进复合材料结构飞机机械连接技术现状及发展方向[A];第二届民用飞机制造技术及装备高层论坛资料汇编(论文集)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 万德筠;首架波音747—8内襟翼交付[N];中国航空报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王海艳;难加工材料螺旋铣孔动力学研究[D];天津大学;2012年
2 关巍;基于Backstepping的船舶运动非线性自适应鲁棒控制[D];大连海事大学;2010年
3 钟天宇;大惯性负载双向电液比例张力控制系统研究[D];浙江大学;2007年
4 朱笑丛;气动肌肉并联关节高精度位姿控制研究[D];浙江大学;2007年
5 柳向斌;非线性系统控制的鲁棒与自适应设计方法[D];浙江大学;2009年
6 杨俭;电液比例位置系统复合控制及相关研究[D];浙江大学;2005年
7 曹剑;基于运动和压力独立控制的气动同步系统研究[D];浙江大学;2009年
8 孟德远;高精度气动同步系统研究[D];浙江大学;2013年
9 袁国平;航天器姿态系统的自适应鲁棒控制[D];哈尔滨工业大学;2013年
10 鲍永杰;C/E复合材料制孔缺陷成因与高效制孔技术[D];大连理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谢祥南;螺旋铣制孔设备孔径自动控制系统设计研究[D];浙江大学;2014年
2 王红嵩;难加工材料的螺旋铣孔技术研究[D];大连理工大学;2012年
3 胡佳;螺旋铣制孔终端执行器的研究及其应用[D];浙江大学;2013年
4 王琦;螺旋铣孔样机设计和试验研究[D];天津大学;2012年
5 滑松;螺旋铣孔虚拟样机设计与优化[D];天津大学;2010年
6 郑敏;螺旋铣孔动力学建模、仿真研究[D];湖南工业大学;2013年
7 秦晓杰;螺旋铣孔技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
8 甘涌泉;碳纤维复合材料螺旋铣孔刀具参数及磨损研究[D];大连交通大学;2013年
9 郭建刚;碳纤维复合材料螺旋铣孔铣削力试验研究[D];大连交通大学;2013年
10 孙晓太;CFRP/钛合金螺旋铣孔专用刀具优化与试验研究[D];天津大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026