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全新智能主轴建模、监测与控制曹宏瑞 等9787030739452
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“21世纪优选制造技术丛书”序前言章绪论11.1智能主轴概述41.1.1智能主轴的特征51.1.2智能主轴的关键使能技术51.1.3智能主轴的功能模块61.2智能主轴建模及振动监控技术研究进展81.2.1智能主轴动力学建模研究进展91.2.2智能主轴颤振监测与辨识研究进展111..智能主轴颤振主动控制研究进展14参考文献18篇:智能主轴动力学建模第2章基于轴承拟静力学模型的智能主轴建模及颤振稳定分析332.1引言332.2角接触球轴承拟静力学建模与刚度计算332.2.1角接触球轴承拟静力学建模342.2.2角接触球轴承刚度矩阵计算39.主轴转子-轴承-箱体系统耦合静力学建模40..1主轴转子有限元建模40..2主轴有限元与轴承拟静力学模型耦合41..主轴转子-轴承-箱体系统耦合静力学模型的实验验432.4主轴-机床耦合建模与模型修正502.4.1主轴-机床本体耦合模型502.4.2有限元模型修正的一般化方法522.4.3主轴-机床本体耦合模型修正542.5智能主轴铣削加工颤振稳定预测592.5.1智能主轴高速旋转下的动态特分析602.5.2高速铣削加工颤振稳定预测662.5.3高速铣削实验验73参考文献79第3章基于轴承动力学模型的智能主轴建模及非平稳振动分析813.1引言813.2滚动轴承动力学建模823.2.1角接触球轴承动力学建模823.2.2浮动变位轴承动力学建模883.3主轴转子-轴承-箱体系统耦合动力学建模943.3.1主轴有限元模型与轴承动力学模型耦合943.3.2主轴转子-轴承-箱体模型耦合963.3.3耦合动力学模型实验验1013.4智能主轴非平稳振动响应分析1063.4.1浮动变位轴承间隙对主轴非平稳振动响应的影响1063.4.2智能主轴铣削过程中的非平稳振动响应预测113参考文献121第4章智能主轴刚体单元建模法及动态回转误差分析14.1引言14.2刚体单元建模法14.2.1刚体单元及相邻刚体单元之间的相互作用1244.2.2刚体单元动力学方程1264.3基于刚体单元法的主轴动力学建模1264.3.1滚动轴承各部件动力学方程1264.3.2转子刚体单元与轴承动力学模型耦合1294.3.3主轴动力学模型实验验1314.4基于动力学模型的智能主轴动态回转误差分析1344.4.1主轴回转误差简介1354.4.2主轴回转误差的影响因素分析1374.4.3切削工况下智能主轴动态回转误差预测139参考文献150第二篇:智能主轴颤振监测第5章智能主轴铣削颤振监测特征提取1555.1引言1555.2铣削振动信号时域与频域特分析1555.2.1时域特1555.2.2频域特1565..铣削振动信号预处理技术1595.3基于铣削振动信号的颤振监测指标构建1615.3.1时域统计指标1625.3.2频域统计指标1635.3.3时频域统计指标1645.3.4非线指标1645.4颤振特征优选方法171参考文献174第6章基于3.准则的智能主轴铣削颤振在线检测1776.1引言1776.2颤振在线检测量纲为1指标构建1776.2.1量化误差1776.2.2标准差比1796..模型残差和模型特征根1806.3颤振在线检测报警阈值设置的3.准则1826.4颤振在线检测实验1846.4.1变切深高速铣削颤振实验方案设计1846.4.2频响函数测试实验1866.4.3高速铣削颤振在线辨识189参考文献198第7章时变切削力强激励下智能主轴早期微弱颤振辨识2017.1引言2017.2同步压缩变换简介2027.3频移与细化同步压缩变换2037.3.1频移同步压缩变换2037.3.2细化同步压缩变换2077.4基于同步压缩变换的早期微弱颤振检测指标构建方法2167.4.1基于同步压缩变换的颤振检测指标构建2167.4.2基于细化同步压缩变换的颤振检测指标构建2227.5变工况下智能主轴铣削颤振辨识2267.5.1不同切削参数下的铣削颤振辨识2267.5.2切削深度连续变化下的铣削颤振在线检测5参考文献243第8章基于深度学习的智能主轴微弱颤振辨识方法2458.1引言2458.2早期微弱颤振辨识的有序长短时记忆神经网络方法2458.2.1理论基础.2458.2.2早期微弱颤振辨识网络构建及可解释分析2498..早期微弱颤振辨识实验研究2568.3强噪声环境下微弱颤振辨识的柔阶图卷积神经网络方法2668.3.1颤振图模型2678.3.2柔阶图卷积神经网络模型构建2728.3.3颤振在线检测效果对比及抗噪分析280参考文献293第三篇:智能主轴颤振控制第9章智能主轴铣削颤振的非对称刚度调控方法2979.1引言2979.2主轴-铣削系统耦合动力学建模2979.2.1铣削过程两自由度动力学模型2979.2.2主轴-铣削系统两自由度耦合动力学建模3009.3非对称刚度调控下的主轴-铣削系统稳定分析3009.3.1基于半离散法的铣削稳定分析3009.3.2非对称刚度调控下的铣削稳定变化规律3039.4非对称刚度调控颤振控制策略及实验验3089.4.1智能主轴非对称刚度调控系统设计3089.4.2切削力系数辨识3099.4.3主轴系统模态参数辨识3119.4.4颤振主动控制实验验313参考文献3200章基于模糊逻辑的智能主轴铣削颤振靶向控制32210.1引言32210.2智能主轴颤振靶向控制系统设计32210.3模糊逻辑控制器设计32610.4基于模糊逻辑的颤振靶向控制分析33210.4.1梳状滤波预处理下的颤振控制分析33210.4.2位移差反馈颤振控制分析33910.5基于模糊逻辑的铣削颤振靶向控制实验验34410.5.1梳状滤波预处理颤振控制实验34410.5.2位移差反馈颤振控制实验349参考文献3531章智能主轴铣削颤振的模型预测控制35511.1引言35511.2主轴-铣削-作动系统状态空间模型及线化35511.2.1主轴-铣削-作动系统状态空间模型35511.2.2系统模型线化近似35711.3模型预测控制闭环系统设计36011.3.1模型预测控制器建模36011.3.2模型预测控制器求解36411.3.3颤振控制闭环系统设计36611.4基于模型预测控制的颤振控制实验验36711.4.1切削力系数及主轴系统模态参数辨识36711.4.2切削参数选取及模型线化近似37011.4.3颤振控制实验验372参考文献3752章考虑主轴-工件耦合效应的智能主轴铣削颤振主动控制37612.1引言37612.2主轴-工件-铣削-作动系统状态空间模型及线化37612.2.1主轴-工件系统铣削动力学建模37612.2.2主轴-工件-铣削-作动系统状态空间模型37812..系统模型线化近似3831.基于主轴-工件系统的模型预测控制器设计3851..1预测模型建模3861..2控制器求解38712.4智能主轴-工件系统颤振主动控制实验验38912.4.1主轴和工件系统模态参数辨识38912.4.2主轴-工件系统稳定分析及切削参数选取39112.4.3考虑主轴-工件耦合效应的颤振控制实验验393参考文献4003章智能主轴原理样机及软件开发40213.1引言40213.2智能主轴原理样机开发40213.2.1颤振监测与主动控制模块40313.2.2主轴回转精度测量模块40713.3智能主轴工业软件开发40913.4当前研究存在问题和未来发展趋势41513.4.1存在问题41513.4.2未来发展趋势416参考文献419附录421附录1迭代系数求解421附录2主轴部件有限元矩阵422附录3奈奎斯特稳定判据425附录4坐标系变换427
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