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科学观察|自适应控制的特点是什么？有什么作用？加工过程中要注意什么？


在数控加工的过程中,有的因素与结果是线性相关的,但还有很多因素与结果是非线性的 。 以往的控制主要对位置和速度以及尺寸进行控制以保证刀具与工件的相对位置,采用传统的PID控制,PID在控制非线性、时变、耦合及参数和结构不确定的复杂过程时,工作状态不是太好 。 最重要的是,如果PID控制器不能控制复杂过程,无论怎么调参数都没用 。 所以,为了解决非线性、时变、耦合及参数和结构不确定的复杂过程的控制,智能加工应采用自适应控制,主动调整参数(几何参数、切削参数、物理参数)和主动调整机床、刀具、夹具,以得到最优的输出 。
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自适应是指系统按照环境的变化调整其自身,使得其行为在新的或者已经改变了的环境下,达到最好或者至少是容许的特性和功能,这种对环境变化具有适应能力的控制系统称为自适应控制系统 。 由于自适应控制的对象是那些存在不定性的系统,所以,这种控制应首先能在控制系统的运行过程中,通过不断地测量系统的输入、状态、输出或性能参数,逐渐了解和掌握对象;然后根据所得的过程信息,按一定的设计方法,作出控制决策去更新控制器的结构、参数或控制作用 。
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其中,神经元控制是自适应控制的一种,神经元控制器对复杂、变化的稳定受控对象能实现快速无超调的调节与跟踪,不需要积分作用消除静差,有很强的适应性和鲁棒性;它是一个多输入单输出的非线性处理单元,如图所示 。 自适应神经元控制显著的特点是:不需要知道受控对象(伺服电动机)的结构和参数,即控制器的设计无须进行系统建模 。 这种单神经元结构和学习算法,具有自学习、自组织、自适应能力,适合解决非线性和时变参数控制对象的问题 。
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