基于混沌相空间重构的数控机床运动精度预测
本文选题：数控机床 切入点：运动精度 出处：《农业机械学报》2015年10期
【摘要】：针对难以通过数学建模方法分析数控机床运动精度演化规律的问题,提出了基于混沌相空间重构理论的数控机床运动精度非线性演化预测方法。采用平均互信息法计算延迟时间,以虚假最近邻点法计算最小嵌入维数,对数控机床运动精度的一维时间序列进行相空间重构,获得与原系统拓扑同构的状态空间。基于混沌系统内在的规律性和有序性,用相点轨迹描述运动精度在相空间中的演化规律,以相点的多维分量构成输入向量,以运动精度预测值为输出向量,构造了基于RBF神经网络的非线性预测模型。引入了量子粒子群方法对预测模型参数进行优化,得到RBF预测网络的中心点、宽度及连接权值的全局最优值,采用优化后的模型对数控机床运动精度演化趋势进行了预测。实验结果表明,基于混沌相空间重构的预测模型,可以很好地追踪数控机床运动精度的演变趋势和规律,有较高的预测精度。
[Abstract]:In order to solve the problem that it is difficult to analyze the evolution law of motion precision of NC machine tool by mathematical modeling method, A nonlinear evolution prediction method for motion accuracy of NC machine tools based on chaotic phase space reconstruction theory is proposed. The delay time is calculated by the mean mutual information method and the minimum embedding dimension is calculated by the false nearest neighbor method. The phase space reconstruction of one dimensional time series of motion accuracy of NC machine tools is carried out, and the state space isomorphic to the topology of the original system is obtained. Based on the inherent regularity and order of chaotic system, The evolution law of motion precision in phase space is described by phase point trajectory. The input vector is composed of multi-dimensional component of phase point, and the prediction value of motion accuracy is taken as output vector. The nonlinear prediction model based on RBF neural network is constructed. Quantum particle swarm optimization (QPSO) is introduced to optimize the parameters of the prediction model, and the global optimal values of the center point, width and connection weight of the RBF prediction network are obtained. An optimized model is used to predict the evolution trend of numerical control machine tool motion accuracy. The experimental results show that the prediction model based on chaotic phase space reconstruction can track the evolution trend and law of numerical control machine tool motion accuracy well. It has high prediction accuracy.
【作者单位】： 四川大学制造科学与工程学院;重庆理工大学机械工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51305476) “十二五”国家科技重大专项资助项目(2013ZX04005-012)
【分类号】：TG659
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 胡占齐;刘金超;解亚非;张雷;;基于多体运动学的超重型数控机床维护周期预测[J];燕山大学学报;2012年03期
2 沈学会;张建华;邢栋梁;董春杰;;超声振动辅助微细铣削加工尺寸精度实验[J];农业机械学报;2011年03期
3 韩飞飞;赵继;张雷;赵帼娟;冀世军;;数控机床几何精度综合解析与试验研究[J];机械工程学报;2012年21期
4 姚焕新;牛鹏程;龚亚运;邵善敏;苗恩铭;;数控机床热误差补偿中分布滞后模型的建立[J];农业机械学报;2013年03期
5 萨日娜;张树有;刘晓健;;面向零件切削性评价的数控机床精度特性重要度耦合识别技术[J];机械工程学报;2013年09期
6 曹捚汇;付文智;李明哲;刘纯国;苏世忠;Pham D T;;聚碳酸酯板材多点热成形数值模拟与成形精度分析[J];农业机械学报;2014年01期
7 杨勇;张为民;陈希光;;数控机床导轨滑块结合部组建模与参数辨识方法研究[J];农业机械学报;2014年07期
8 赵三琴;刘德营;丁为民;申宝营;;边界点数量对傅里叶描述子识别精度的影响[J];农业机械学报;2014年09期
9 谭雁清;张连洪;王凯峰;胡亚辉;;基于表面磨损的机床导轨副精度保持性模型[J];农业机械学报;2015年02期
10 张春涛;马千里;彭宏;;基于信息熵优化相空间重构参数的混沌时间序列预测[J];物理学报;2010年11期
相关博士学位论文 前1条
1 吴军;基于性能参数的数控装备服役可靠性评估方法与应用[D];华中科技大学;2008年
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 李平;唐华平;吕斌;谭永青;;汽轮机现场修复移动数控铣床几何误差建模[J];广西大学学报(自然科学版);2013年02期
2 杜丽;张信;王伟;付振华;石荣波;;“S”形试件的五轴数控机床综合动态精度检测特性研究[J];电子科技大学学报;2014年04期
3 吴华稳;甄津;王宇;王富章;;基于径向基神经网络的铁路客货运量预测研究[J];铁道科学与工程学报;2014年04期
4 张恩忠;赵继;冀世军;林洁琼;李刚;;光学自由曲面研抛机床的综合误差建模与补偿[J];光学精密工程;2015年06期
5 张春涛;刘学飞;向瑞银;刘金魁;郭皎;;基于最大互信息的混沌时间序列多步预测[J];控制与决策;2012年06期
6 范晋伟;罗建平;蒙顺政;李伟;雒驼;;带摆角头五轴数控机床几何误差建模及补偿方法研究[J];机械设计与制造;2012年11期
7 王时龙;孙守利;周杰;康玲;程成;;滚刀几何误差与齿轮几何精度的映射规律研究[J];机械工程学报;2013年19期
8 孙善辉;李鸿;张祖峰;;相空间重构和参数统一求解的石油价格预测[J];计算机工程与应用;2013年23期
9 黄敏;胡学钢;;基于支持向量机的网络舆情混沌预测[J];计算机工程与应用;2013年24期
10 Zhang Shuqing;Hu Yongtao;Bao Hongyan;Li Xinxin;;PARAMETERS DETERMINATION METHOD OF PHASE-SPACE RECONSTRUCTION BASED ON DIFFERENTIAL ENTROPY RATIO AND RBF NEURAL NETWORK[J];Journal of Electronics(China);2014年01期
相关博士学位论文 前10条
1 王智明;数控机床的可靠性评估与不完全预防维修及其应用[D];上海交通大学;2011年
2 刘繁茂;面向故障过程的多设设可靠性分析与维修决策[D];华中科技大学;2011年
3 许彬彬;基于维修程度的数控机床可靠性建模与分析[D];吉林大学;2011年
4 林科;基于显式空间分解方法的可靠性设计优化研究[D];华中科技大学;2012年
5 陈书涵;螺旋锥齿轮磨削误差产生机制及修正技术研究[D];中南大学;2009年
6 陶慧;基于监测时间序列的冲击地压混沌特性分析及其智能预测研究[D];中国矿业大学;2014年
7 张亚;基于误差敏感方向加工测试的五轴机床旋转轴运动误差辨识方法研究[D];浙江大学;2013年
8 李任君;三维曲面板类件的柔性轧制设备及成形工艺研究[D];吉林大学;2014年
9 黄海凤;数控机床滚珠丝杠副性能退化机理与评估技术研究[D];西南交通大学;2013年
10 徐红梅;典型离散系统的混沌动力学研究[D];吉林大学;2014年
相关硕士学位论文 前10条
1 万海波;数控机床主轴系统性能劣化分析及误差补偿技术研究[D];浙江大学;2011年
2 黄柏权;基于性能退化模型的数控机床滚珠丝杠副寿命预测研究[D];西南交通大学;2011年
3 匡正;基于多体系统的弧面凸轮廓面误差系统分析与预测研究[D];湘潭大学;2011年
4 彭卫文;高速五坐标横梁移动龙门加工中心可靠性评估技术研究[D];电子科技大学;2012年
5 贾评家;基于可靠性的复杂机械设备数字化设计[D];华中科技大学;2012年
6 韩飞飞;数控精密制造中机床几何误差的理论建模与试验研究[D];吉林大学;2013年
7 宋盾兰;一种混联六自由度精密运动平台的设计研究[D];吉林大学;2013年
8 葛传志;平面二次包络环面蜗杆副加工误差高效分析及测量方法的研究[D];湘潭大学;2012年
9 戴林强;离心叶轮叶片五轴加工误差分析与虚拟测量技术的研究[D];湘潭大学;2012年
10 黄仲辉;基于刀具运动包络计算的五轴数控加工高仿真技术研究[D];华南理工大学;2013年
【二级参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 申长雨,陈静波,刘春太,李倩;塑料成型加工讲座(第十一讲) 塑料热成型技术[J];工程塑料应用;2000年01期
2 谢涛;魏学业;王钰;;基于混沌振子周期区域的微弱信号检测方法[J];电子测量与仪器学报;2009年06期
3 胡瑜;陈涛;;基于C-C算法的混沌吸引子的相空间重构技术[J];电子测量与仪器学报;2012年05期
4 安伟光,赵维涛,严心池;不完整结构系统同时考虑强度和刚度的可靠性分析[J];工程力学;2005年04期
5 张士峰,蔡洪;小子样条件下可靠性试验信息的融合方法[J];国防科技大学学报;2004年06期
6 张永强;刘琦;周经伦;;小子样条件下基于Normal-Poisson过程的性能可靠性评定[J];国防科技大学学报;2006年03期
7 朱建忠,李圣怡,黄凯;超精密机床变分法精度分析及其应用[J];国防科技大学学报;1997年02期
8 潘淑微;;数控车床热误差鲁棒性建模的研究现状[J];工具技术;2007年05期
9 孙农亮,曹茂永,徐小平;几种傅里叶子的深入比较研究[J];光学技术;2002年05期
10 曹茂永,孙农亮,郁道银;几种边界特征描述方法的比较研究[J];光学技术;2003年03期
相关博士学位论文 前4条
1 刘孝保;电子设备动态性能有限元建模与优化方法研究[D];电子科技大学;2011年
2 冯静;小子样复杂系统可靠性信息融合方法与应用研究[D];国防科学技术大学;2004年
3 王维博;粒子群优化算法研究及其应用[D];西南交通大学;2012年
4 赵三琴;稻飞虱前翅形状特征测量方法的研究[D];南京农业大学;2010年
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 狄锦如;;应用误差均化原理提高机械运动精度的实例[J];机械工艺师;1993年03期
2 张文治;李济顺;刘义;王大举;;倒立式车磨复合机床运动精度的动力学[J];河南科技大学学报(自然科学版);2014年02期
3 刘恩;曾凯;何晓聪;崔岗卫;胡伟;袁胜万;;TGK46100数控坐标镗床机构运动精度可靠性建模分析[J];组合机床与自动化加工技术;2014年08期
4 王平;林志平;罗小林;;传动间隙对轮廓运动精度影响的分析[J];机电工程技术;2006年05期
5 何新林;方雄文;;714G数控机床Z轴运动精度影响因素及解决方法[J];金属加工(冷加工);2011年17期
6 陈维民;曹喜滨;高乃光;;机械压力机滑块运动精度的分析研究[J];锻压技术;1993年05期
7 滕旭东;;液压活塞运动的速度与加速度精度的概率法确定[J];兰州石化职业技术学院学报;2008年04期
8 曾梁彬;孙宇;彭斌彬;陈小岗;;并联式液压压力机机构的奇异位形和运动精度分析[J];机械科学与技术;2009年12期
9 张萌;李航;杨丙乾;;数控机床运动精度及其研究[J];机械设计与制造;2008年12期
10 叶如椿,于洋;600t小松式压力机运动精度分析及确保精度的工艺措施[J];一重技术;1994年02期
相关会议论文 前2条
1 汪逸群;刘伟;陈伟;颜昌翔;;指向镜运动精度分析[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
2 方芳;赵清;;数控机床运动精度的研究[A];科技创新与产业发展（A卷）——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
相关硕士学位论文 前2条
1 张兴群;三点支撑式大口径反射镜架装置的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
2 郭哲锋;液压支架机构运动精度可靠性的分析与仿真[D];郑州大学;2011年
，本文编号：1690961
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/1690961.html
