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智能主轴高速铣削颤振抑制
作者：张兴武 等 著
出版社：科学出版社
出版时间：2022-01-01
ISBN：9787030711335
定价：¥88.00
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内容简介
《智能主轴高速铣削颤振抑制》内容共7章。第1章综述了智能主轴国内外研究及行业应用进展状况，给出了智能主轴的定义，阐述了高速铣削颤振分析与抑制的研究进展，并归纳了目前高速铣削颤振抑制研究中存在的问题。第2章介绍了两自由度铣削系统动力学模型和相关的稳定性分析方法，并对铣削过程稳定性特性进行了分析。第3章主要介绍了单频、多频、随机刚度变化等颤振抑制，并利用优化算法实现变刚度参数优化。第4章介绍了离散时延主动抑制方法的构造，对控制算法性能进行了数值分析。第5章针对颤振控制参数不确定问题，介绍了鲁棒控制方法的构造，分析了控制算法的闭环稳定性和鲁棒性能。第6章针对控制过程作动器饱和问题，介绍了颤振频谱塑形线谱主动抑制，并进行了收敛性分析、抗噪性能分析、硬件时延分析以及颤振频率辨识误差分析。第7章介绍了智能主轴原型样机，并验证前述章节控制算法的有效性。
作者简介
暂缺《智能主轴高速铣削颤振抑制》作者简介
目录
目录
《21世纪先进制造技术丛书》序
前言
符号表
第1章 绪论 1
1.1 智能主轴的概念 1
1.2 智能主轴高速铣削颤振抑制研究进展 3
1.2.1 智能主轴高速铣削颤振被动控制研究 6
1.2.2 智能主轴高速铣削颤振主动控制研究 7
1.3 高速铣削宽频颤振抑制问题 9
参考文献 9
第2章 高速铣削动力学建模 13
2.1 引言 13
2.2 两自由度铣削再生颤振动力学模型 13
2.2.1 直齿铣刀铣削动力学建模 13
2.2.2 螺旋铣刀铣削动力学建模 16
2.3 铣削过程切削力模型 17
2.3.1 铣削过程静态切削力建模 18
2.3.2 铣削过程动态切削力建模 19
2.3.3 铣削过程切削力反向辨识 21
2.4 铣削稳定性分析方法 24
2.4.1 半离散稳定性分析方法 24
2.4.2 简化半离散稳定性分析方法 27
2.4.3 全离散稳定性分析方法 28
2.5 铣削稳定性特性分析 30
参考文献 33
第3章 高速铣削颤振变参数抑制 35
3.1 引言 35
3.2 多频变转速高速铣削颤振抑制 35
3.2.1 多频变转速铣削动力学模型 35
3.2.2 多频变转速铣削稳定性分析 38
3.2.3 多频变转速铣削参数优化 42
3.3 时变刚度激励高速铣削颤振抑制 43
3.3.1 单频变刚度铣削颤振抑制 44
3.3.2 多频变刚度铣削颤振抑制 51
3.3.3 随机变刚度铣削颤振抑制 56
参考文献 57
第4章 高速铣削颤振离散时延主动抑制 59
4.1 引言 59
4.2 周期时变主动控制系统平均化 59
4.3 离散时延*优控制方法 63
4.3.1 时延主动控制系统离散化 63
4.3.2 *优控制律设计 66
4.3.3 控制算法闭环稳定性分析 67
4.4 控制算法性能数值分析 70
4.4.1 不同权重矩阵 70
4.4.2 不同切削参数 73
4.4.3 不同采样周期 74
参考文献 76
第5章 高速铣削颤振鲁棒主动抑制 77
5.1 引言 77
5.2 主动控制策略设计 77
5.3 鲁棒主动控制方法 79
5.3.1 控制模型线性化 79
5.3.2 鲁棒控制模型设计 83
5.3.3 鲁棒控制算法设计 91
5.4 控制算法性能数值分析 99
5.4.1 控制算法闭环稳定性分析 101
5.4.2 控制算法鲁棒性分析 104
参考文献 110
第6章 高速铣削颤振频谱塑形线谱主动抑制 111
6.1 引言 111
6.2 高速铣削颤振自适应频谱塑形方法 111
6.3 高速铣削颤振自适应增强频谱塑形方法 112
6.3.1 闭环传递函数分析 113
6.3.2 自适应增强频谱塑形方法 114
6.3.3 多频自适应增强频谱塑形方法 117
6.4 控制算法性能数值分析 120
6.4.1 数值分析结果 120
6.4.2 收敛性分析 122
6.4.3 抗噪性能分析 124
6.4.4 控制硬件时延分析 126
6.4.5 颤振频率辨识误差分析 127
参考文献 128
第7章 智能主轴高速铣削颤振抑制应用 129
7.1 引言 129
7.2 智能主轴原型样机 129
7.3 智能主轴颤振实时抑制系统 131
7.3.1 颤振实时抑制硬件模块 131
7.3.2 颤振实时抑制软件模块 135
7.4 智能主轴颤振控制平台性能测试 138
7.4.1 频响函数测试 138
7.4.2 振动响应测试 139
7.4.3 谐波激励测试 139
7.5 智能主轴高速铣削颤振变参数抑制 140
7.5.1 时变刚度激励高速铣削颤振抑制实验验证 140
7.5.2 多频变转速高速铣削颤振抑制数值验证 148
7.6 智能主轴高速铣削颤振离散时延主动抑制 150
7.6.1 小轴向切深大径向切深实验验证 150
7.6.2 大轴向切深小径向切深实验验证 151
7.7 智能主轴高速铣削颤振鲁棒主动抑制 153
7.7.1 周铣颤振主动抑制实验验证 153
7.7.2 端铣颤振主动抑制实验验证 155
7.8 智能主轴高速铣削颤振线谱主动抑制 158
《21世纪先进制造技术丛书》序
前言
符号表
第1章 绪论 1
1.1 智能主轴的概念 1
1.2 智能主轴高速铣削颤振抑制研究进展 3
1.2.1 智能主轴高速铣削颤振被动控制研究 6
1.2.2 智能主轴高速铣削颤振主动控制研究 7
1.3 高速铣削宽频颤振抑制问题 9
参考文献 9
第2章 高速铣削动力学建模 13
2.1 引言 13
2.2 两自由度铣削再生颤振动力学模型 13
2.2.1 直齿铣刀铣削动力学建模 13
2.2.2 螺旋铣刀铣削动力学建模 16
2.3 铣削过程切削力模型 17
2.3.1 铣削过程静态切削力建模 18
2.3.2 铣削过程动态切削力建模 19
2.3.3 铣削过程切削力反向辨识 21
2.4 铣削稳定性分析方法 24
2.4.1 半离散稳定性分析方法 24
2.4.2 简化半离散稳定性分析方法 27
2.4.3 全离散稳定性分析方法 28
2.5 铣削稳定性特性分析 30
参考文献 33
第3章 高速铣削颤振变参数抑制 35
3.1 引言 35
3.2 多频变转速高速铣削颤振抑制 35
3.2.1 多频变转速铣削动力学模型 35
3.2.2 多频变转速铣削稳定性分析 38
3.2.3 多频变转速铣削参数优化 42
3.3 时变刚度激励高速铣削颤振抑制 43
3.3.1 单频变刚度铣削颤振抑制 44
3.3.2 多频变刚度铣削颤振抑制 51
3.3.3 随机变刚度铣削颤振抑制 56
参考文献 57
第4章 高速铣削颤振离散时延主动抑制 59
4.1 引言 59
4.2 周期时变主动控制系统平均化 59
4.3 离散时延*优控制方法 63
4.3.1 时延主动控制系统离散化 63
4.3.2 *优控制律设计 66
4.3.3 控制算法闭环稳定性分析 67
4.4 控制算法性能数值分析 70
4.4.1 不同权重矩阵 70
4.4.2 不同切削参数 73
4.4.3 不同采样周期 74
参考文献 76
第5章 高速铣削颤振鲁棒主动抑制 77
5.1 引言 77
5.2 主动控制策略设计 77
5.3 鲁棒主动控制方法 79
5.3.1 控制模型线性化 79
5.3.2 鲁棒控制模型设计 83
5.3.3 鲁棒控制算法设计 91
5.4 控制算法性能数值分析 99
5.4.1 控制算法闭环稳定性分析 101
5.4.2 控制算法鲁棒性分析 104
参考文献 110
第6章 高速铣削颤振频谱塑形线谱主动抑制 111
6.1 引言 111
6.2 高速铣削颤振自适应频谱塑形方法 111
6.3 高速铣削颤振自适应增强频谱塑形方法 112
6.3.1 闭环传递函数分析 113
6.3.2 自适应增强频谱塑形方法 114
6.3.3 多频自适应增强频谱塑形方法 117
6.4 控制算法性能数值分析 120
6.4.1 数值分析结果 120
6.4.2 收敛性分析 122
6.4.3 抗噪性能分析 124
6.4.4 控制硬件时延分析 126
6.4.5 颤振频率辨识误差分析 127
参考文献 128
第7章 智能主轴高速铣削颤振抑制应用 129
7.1 引言 129
7.2 智能主轴原型样机 129
7.3 智能主轴颤振实时抑制系统 131
7.3.1 颤振实时抑制硬件模块 131
7.3.2 颤振实时抑制软件模块 135
7.4 智能主轴颤振控制平台性能测试 138
7.4.1 频响函数测试 138
7.4.2 振动响应测试 139
7.4.3 谐波激励测试 139
7.5 智能主轴高速铣削颤振变参数抑制 140
7.5.1 时变刚度激励高速铣削颤振抑制实验验证 140
7.5.2 多频变转速高速铣削颤振抑制数值验证 148
7.6 智能主轴高速铣削颤振离散时延主动抑制 150
7.6.1 小轴向切深大径向切深实验验证 150
7.6.2 大轴向切深小径向切深实验验证 151
7.7 智能主轴高速铣削颤振鲁棒主动抑制 153
7.7.1 周铣颤振主动抑制实验验证 153
7.7.2 端铣颤振主动抑制实验验证 155
7.8 智能主轴高速铣削颤振线谱主动抑制 158
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