机械工程控制基础论文
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工程机械控制技术专业毕业设计论文:基于人工智能的工程机械控制系统设计与实现摘要本文研究了基于人工智能的工程机械控制系统的设计与实现。
首先介绍了研究背景和意义,接着阐述了研究的目的和方法。
在方法部分,详细介绍了所采用的人工智能算法和设计思路,包括神经网络、支持向量机等。
接着,详细描述了实验步骤,包括数据采集、模型训练和测试等。
最后,总结了实验结果和分析,并对比前人的研究成果,突出本研究的创新点和实际应用价值。
一、研究背景和意义随着科技的不断进步,人工智能技术在各个领域得到了广泛的应用。
在工程机械领域,传统的控制系统存在着一些问题,如控制精度不高、响应速度较慢等。
因此,基于人工智能技术的工程机械控制系统设计与实现具有重要的意义。
通过人工智能技术,可以实现对工程机械的精准控制,提高设备的运行效率和质量,同时也可以降低能耗和减少人力成本。
本文的研究旨在设计一种基于人工智能的工程机械控制系统,并通过实验验证其可行性和有效性。
同时,通过本研究的设计和实验,可以为工程机械控制领域的发展提供新的思路和方法。
二、研究目的和方法本研究的主要目的是设计一种基于人工智能的工程机械控制系统,并通过实验验证其可行性和有效性。
具体而言,研究内容包括:1. 确定合适的人工智能算法:根据实际需求和控制要求,选择适合工程机械控制的人工智能算法,包括神经网络、支持向量机等。
2. 数据采集和处理:采集工程机械的运行数据,并进行预处理和特征提取,为人工智能算法的训练和测试提供数据基础。
3. 模型训练和测试:利用采集的数据进行模型训练和测试,验证人工智能算法的准确性和稳定性。
4. 控制系统的设计和实现:基于人工智能算法,设计并实现工程机械控制系统,包括硬件电路和软件程序等。
5. 实验验证:搭建实验平台,对所设计的控制系统进行实验验证,评估其实际应用效果。
本研究采用的方法主要包括理论分析、实验研究和系统设计等。
首先,根据实际需求和控制要求,选择适合工程机械控制的人工智能算法。
机械控制工程基础论文引言机械控制工程是控制工程的一个重要分支,它涉及到机械系统的设计、建模和控制。
随着科技的不断发展,机械控制工程在各个领域中都起到了至关重要的作用。
本文将介绍机械控制工程的基础知识和相关技术,并分析其在实际应用中的作用。
机械控制工程的基础知识1. 机械系统的建模与分析机械系统的建模是机械控制工程的基础工作之一。
通过建立机械系统的数学模型,可以更好地理解和分析机械系统的运动特性和行为。
常用的机械系统建模方法包括拉格朗日方程和哈密顿原理等。
在建模的过程中,需要考虑到机械系统的质量、惯性、摩擦等因素,以确保建模的准确性。
2. 控制系统的设计与分析控制系统的设计是机械控制工程中的核心内容之一。
通过引入控制器和反馈机制,可以实现对机械系统的稳定控制和精确调节。
控制系统的设计需要考虑到机械系统的动态特性、稳定性和响应速度等因素。
常用的控制系统设计方法包括比例积分微分控制器(PID)和现代控制理论等。
3. 传感器与执行器的应用传感器和执行器是机械控制工程中常用的设备。
传感器用于采集机械系统的状态信息,如位置、速度和力等。
执行器用于将控制信号转化为机械系统的动作,如电动机和液压缸等。
传感器和执行器的选择和应用对于机械控制系统的性能和稳定性至关重要。
机械控制工程的应用机械控制工程在各个行业和领域中都有广泛的应用。
以下是机械控制工程的几个典型应用示例:1. 制造业自动化机械控制工程在制造业自动化中扮演着重要的角色。
通过引入机器人和自动化设备,可以实现对制造过程的自动控制和优化。
这不仅提高了生产效率,还提高了产品的质量和一致性。
2. 交通运输机械控制工程在交通运输领域中的应用也非常广泛。
自动驾驶技术和交通信号控制系统等都是机械控制工程的重要应用。
通过引入自动驾驶技术,可以提高交通运输的安全性和效率。
3. 空间探索机械控制工程在航天领域中也发挥着重要作用。
通过控制航天器的姿态和运动,可以实现对航天任务的准确执行。
机械论文:优秀机械论文范文精选十篇本文是一篇机械论文,机械工程是一门涉及利用物理定律为机械系统作分析、设计、制造及维修的工程学科。
机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础,结合生产实践中的技术经验,研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和维修各种机械中的全部理论和实际问题的应用学科。
(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇机械论文,供大家参考。
优秀机械论文范文精选篇一第1 章绪论1.1 课题研究背景无缝钢管是现代社会必不可少的材料。
基于它具有没有接缝的特点,在机械零件、制造结构件、国防军工、大型场馆建、管道输送设、化工领域以及原油开采和加工上等方面广泛地应用,对加快社会发展进程做出很大贡献[1]。
与此同时,人们对无缝钢管性能提出了更高的要求,一般的生产工艺和设备已经不能满足人们的要求了。
因此,为了达到无缝钢管高性能的要求,冷轧工艺已成为首要选择。
二辊周期冷轧管机是一种在低温状态下通过采用环孔形对管坯冷轧制的工艺设备,经过轧机轧出的管材性能良好、表面光洁和尺寸精确等。
而且采用冷轧方法在工序上可大大减少,同时冷轧管机对管材有较高的利用率,轧制道次有较大的变形量,具有较强的纠偏能力,且能有效降低表面粗糙度[2]。
基于以上冷轧机具有如此多的优越特性,因此,在制造领域冷轧管机被广泛地应用,越来越受到各国的青睐。
随着无缝钢管需求增多和对其质量要求越来越高,使得轧机不得不向高规则、高速化方向迈进。
但是,随着轧机高速工作,惯性冲击在传动系统中不断恶化,大大超过了外载荷的作用,这样对机械系统的动态性能会产生严重的影响。
同时由于存这种强惯性载荷,这将大大增加了各个构件的受力,以及加剧了曲轴输入扭矩的波动性,恶化了机械运转的均匀性,如此这将会引起设备的振动和噪声,机械工作精度降低,产品的质量下降等[3]。
因此,对轧机各构件的运动特性、运动副受力,以及系统惯性力变化规律等动力学特性的研究是非常必要的;同时对轧机驱动机构动平衡设计优化,以此来消减由于惯性力对轧机工作中产生的冲击影响,这已成为众多学者研究的主流方向。
机械控制工程基础课程建设摘要:“机械控制工程基础”是培养卓越机械工程师的核心课程。
论文在分析“机械控制工程基础”课程在教学中存在问题的基础上,提出了课堂教学建设,重在提高课堂教学质量;实验教学建设,注重培养能力;综合评价考核体系建设,促进学风改进”的课程建设内容,从而为我国高等教育卓越工程师培养提供新的思路。
关键词:机械控制工程;卓越工程师;课程建设0引言“机械控制工程基础”是高等工科院校机械类专业学生必修的专业技术基础学科,是机械工程专业卓越工程师培养过程的核心课程[1]。
为建设创新型国家和实施人才强国战略,贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重大改革项目,进一步拓宽工程教育视野,培养适应经济社会发展需要的具有创新能力的工程技术人才[2-3],西安工程大学机电工程学院在机械工程专业中实施卓越工程师教育过程中,严格按照创新人才培养的要求,进行人才培养;根据卓越工程师培养的实际需要,必须对“机械控制工程基础”课程建设。
1建设目标基于机械工程卓越工程师培养的特点、“机械控制工程基础”课程的在培养卓越机械工程师中的重要性,结合作者多年本科教学工作经验,“机械控制工程基础”课程在教学中存在的问题如下:(1)课程内容多、课时少,重理论、轻应用、课程结构不太合理,课程重点不突出;(2)课堂教学与实践应用脱节,实验课依附于理论教学,实验内容不系统,学生普遍存在工程实践能力差,不能学以致用;(3)课程评价考核手段简单,考核指标单一,未形成有效的综合评价考核体系,不能促进学风好转。
本项目针对“机械控制工程基础”课程所存在的问题,进行研究与实践,建设目标为:(1)通过以教学内容重组、突出实例教学、发挥工具软件辅助功能等内容的课堂教学建设,提高课堂教学质量;(2)通过重新设置实验教学内容的实验教学建设,彻底解决理论教学与实践教学相脱节,提高学生实践与创新能力;(3)通过项目化考核、过程化考核、考核指标综合化等内容的课程评价考核体系建设,促进学风改进,培养具有创新能力的“卓越工程师”。
机械类专业毕业论文机械类专业毕业论文1浅谈自动化机械制造摘要:自动化制造系统(FMS)系指具有自动化程度高的制造系统。
目前所谈及的FMS通常是指在批量切削加工中以先进的自动化和高水平的自动化为目标的制造系统。
关键词:制造规模;关键技术;发展趋势随着社会对产品多样化、低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切,FMS 发展颇为迅速,并且由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展。
一、自动化机械制造规模按规模大小FMS可分为如下4类(一)自动化制造单元FMC:的问世并在生产中使用约比FMS晚6~8年,它是由1~2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,具有设置应加工多品种产品的灵活性。
FMC可视为一个规模最小的FMS,是FMS向廉价化及小型化方向发展和一种产物,其特点是实{目单机自动化化及自动化,迄今已进入普及应用阶段。
(二)自动化制造系统通常包括4台或更多台全自动数控机床及人工中心与车削中心等),由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。
(三)自动化制造线它是处于单一或少品种大批量非自动化自动线与中小批量多品种f:MS之间的生产线。
其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床,亦可采用专用机床或NC专用机床,对物料搬运系统自动化的要求低于FMS,但生产率更高。
(四)自动化制造工厂FMt是将多条FMS连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。
它包括了CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(C1MS)投入实际,实现生产系统自动化化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。
FMF是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。
它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统IMS)为代表,其特点是实现工厂自动化化及自动化。
机械工程毕业论文工业革命伊始,机械就成为了一个国家赖以发展的动力源泉,机械制造足以彰显一个国家的综合实力。
下文是店铺为大家搜集整理的机械工程毕业论文的内容,欢迎大家阅读参考!机械工程毕业论文篇1农业机械在农业生产中的作用摘要:农机促进法实施以来,农业机械拥有量和使用率得到了很大程度上的提高。
农业机械要在农业生产中发挥较大作用,首先要大量培育新型农业经营主体加强农业基础设施建设,同时还需农机用户做好农机正确使用、安全管理、农机维护保养等方面工作,本人就农业机械如何充分发挥在农业生产中的作用做以下论述。
关键词:农业机械作用、使用、安全、维护保养1培育新兴农业经营主体搞好农业基础设施建设近年来,外出务工人员人数众多,土地撂荒严重,要解决种地问题,就得由先进的农业机械来进行。
农业机械需要必要条件才能在农业生产中发挥好作业。
我省多数为浅丘陵山地,小型农机能够适应这样的地理条件,但小型农机效率低下,无法满足现代农业生产的需要,大型农机在农业生产中得到使用才是农业发展的必然趋势。
但大型农业机械需要的农机作业便道在我省广大地区没有完善,很多地方也缺机电提灌站和灌溉沟渠,农业用水得不到保障。
单家独户的农民没有经济实力完成农业基础设施建设和大型农业机械的购买,小块的分散的土地也不利于大型农业机械的使用,需要加速土地流转,培育新兴农业经营主体,促进农业生产规模化、集约化、品牌化发展。
我们要拓宽资金渠道推进农业基础设施建设,坚持政府主导、农民主体,调动新兴农业生产者参与农业基础设施建设的积极性。
加大农村项目的整合,发挥财政项目的积极作用,大力吸纳民间资金,撬动社会资本,引导民营企业家和工商资本投入到农村基础设施建设中[1]。
只有在农业基础设施比较完善的前提下,才容易培育出更多农机专业合社、家庭农场和种粮大户等农业经营主体,只有这些规模化的农业生产者,才能最有效地使用农业机械从事农业生产,使农业机械在农业生产中充分发挥好作用。
机械毕业论文精选范文近几年,中国工程机械行业出现了突飞猛进的发展局面,并正以全球化的战略思维,向国外市场快速发展,不断进入发达国家。
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机械毕业论文范文一:PLC技术基础下的工程机械控制摘要:通过本课题的探究,认识到在PLC技术的应用下,工程机械控制系统将能够改善原来人工手动控制的方式,从而实现自动化控制。
如此一来,工程机械自身性能将得到有效提升,同时在工作中的工作效率也能够得到相应的提升。
关键词:PLC技术;工程机械1基于PLC技术的工程机械控制系统功能分析1.1控制功能概述以某军用工程机械为例,其主要作用于土方开挖工作当中,工程机械涵盖了十六项控制功能,最为典型的有“挖壕/挖坑选择”、“手动/自动选择”、“翻转架上升及下方控制”以及“浮动控制”等。
在PLC技术的融合下,对此工程机械系统提出了更高的要求,即为要求多两个控制回路。
1.2主要涉及的两个控制回路对于要求多两个控制回路,一个为车上控制回路,另一个为无线遥控回路。
这两个控制回路均需要在遥控状态下方可实现。
一方面,对于车上控制回路,主要的构件有开关量输入及模拟量输入,主要的控制对象是行使装置与车上工作装置。
除此之外,还对工作当中发生的操作失误及异常状况发出警报,从而使出现的故障能够获取第一时间的处理。
另一方面,对于无线遥控回路,是同样拥有车上控制系统的功能的,与此同时还具备多项控制功能,比如车辆转向的控制、换挡的控制、油门调节及制动等方面的控制。
对于遥控回路来说,是把遥控信号传输至PLC的,进一步让PLC进行系统化的处理。
PLC能够把有用的数据,比如档位状态等及时地向遥控器的处理单元反馈,这样操作员便能够对车辆的状态充分掌握。
基于无线遥控作业当中,遥控器的处理单元是具有一定的作用的,比如对于出现的失误操作,便能够通过遥控器的处理单元发出警报。
除此之外,如果有紧急状况发生,PLC便能够具体情况具体分析,进一步作出有针对性的处理措施。
机械工程毕业论文范文(通用3篇)1目前机械专业教学中存在的问题教学内容创新性不足,理论与实践相脱节机械专业的课程包括机械制造、机械绘图、机械设计、电工与电子、模具制造、数控车床、PLC编程等,这些课程都需要在实践中学习和掌握,如果单纯采用传统的课堂教学方式,学生只能盲目地学习书本中的理论,而不能融入先进的案例,就会使学生的创新与实践应用能力逐步下降。
而目前很多机械专业教师依然采用这种以教为主的教学模式,未能够结合项目教学法、实践教学方法、实验教学法等多种教学方式,通过增加教学内容的创新性来培养学生的实践创新能力,出现严重的理论教学与学生实践操作间的脱节情况,导致学生学习兴趣下降,教学效果不理想。
教学方法落后,缺乏实践性目前很多高校依然采用传统的教学模式,单纯注重理论知识的传授,而忽视了学生实践操作能力的培养,造成学生在学习过程中盲目追求理论分数高低,最终不能用其所学理论去指导实践的情况,更无从谈及实践中的创新能力培养。
因此,作为一项以培养学生实践操作能力为主的课程,应当加大课程教学中的实践环节比重,改变传统以课堂理论知识传授为主的教学方式,发展创新教育,为学生在实践中培养创新能力提供有力条件。
“工学结合”教学策略与模式有待进一步完善目前,部分高校依然墨守成规,忽视教学在校园教育发展中的重要作用。
尤其是在人才培养的过程中,未能够与企业及社会发展需求相适应,对机械专业“工学结合”的教学模式与实习实训的重视程度较低,让学生不能够在实践实习中进一步巩固所学理论知识,从而激发起创新灵感。
2机械专业创新教育相关意见培养适合当今企业及社会需要的机械专业应用型、创新型人才,一方面要求高校教育能够充分重视学生专业知识的掌握情况,另一方面也要求高校教育能够与人才实际需求紧密结合,培养一批具有扎实基础知识与较强实践创新能力的机械专业人才。
针对于此,笔者对机械专业教育创新提出几点意见。
创新实践教学体系机械专业以培养技能型人才为主,实践是其人才培养过程的关键环节,要求高校教育能够加强学生理论知识学习与实践应用的结合。
伴随着科学技术的不断发展和社会经济水平的进步,我国的各行各业都取得了大幅度的发展,尤其是机械工程行业,技术水平进步非常快。
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篇一《创新思维机械工程设计论文》1机械工程设计中的创新思维方法相比美日等发达国家来说,我国机械工程设计还停留在常规设计的层面,仍未完全摆脱原有的理论和技术体系,机械工程设计的创新思维方法还处在研究之中,需要不但探索。
机械创造思维有自身特征,主要来说,有以下几点:第一,开放性,传统的思维方式是相对封闭的,它只局限于自己的狭小范围;而创新思维方式要求将认识对象作为开放对象来考究,多角度认识对象,畅通信息,焕发思维优势。
第二,独创性,这指的是创新思维方法要突破常规思维惯例,以新模式新方法去思考对象,敢于向陈规陋习挑战,从新角度思考机械设计。
第三,多向性,这指的是机械工程设计要善于从多角度思考问题,对同一问题尽可能探寻多种解决方法。
第四,自由性,这指的是现代机械以现代智能为依托,人工智能部分替代人类机械劳动,给思维解放和独立创造了前提,科学思维在遵循真理发展的基础上可以自由思考和自由探索,调动人类的主观能动性,获得机械工程设计创新成果。
2创新思维在机械工程设计中的运用21在机械产品运动方案设计中的运用机械产品运动方案设计是机械工程设计的重要内容,创新思维在产品运动方案设计中运用指的是设计人员对客户提出的产品各方面需求而提出的初步构思,这是要解决机械工程可能出现的问题和明确机械工程的工作原理。
无论是机械产品的原动机、传动结构还是机械的整个系统运转方法,必须满足用户的产品功能性需求。
运动方案是否符合客户需求与产品的结构、工艺、成本、性能和使用维护等多方面存在直接关系,这也是影响机械产品质量和性能的关键环节。
机械产品运动方案在机械工程设计中处于基础阶段,对于同一功能产品可以采用不同的工作原理和机构来完成。
该阶段是机械工程设计的重中之重,设计人员必须充分运用创新思维不断构架和搜寻设计运动方案,首先产品的最优性能。
工程机械管理论文六篇工程机械管理论文范文1关键词:工程;机械设备;管理;问题;对策科学技术进步、生产建设的需求,为工程机械的应用供应了宽阔的空间,也对设备管理的提出了更高的要求。
做好机械设备的合理配置、科学使用、准时保养、适时修理,降低设备故障发生,提高机械设备的有效利用率,是对工程设备管理工作的主要要求,下面我就当前矿山企业在工程机械设备管理方面存在的问题和提高工程机械管理的方法谈谈自己的看法。
一、当前工程机械设备管理中存在的问题及缘由1、管理机构不健全,管理制度不完善相当一部分施工企业仍缺乏完整、严格的工程机械设备管理制度,对工程机械设备的台账、技术资料档案的建立等工作尚未完善,管理工作无章可循、管理无序,有的企业甚至在购买了新设备后,没有准时或根本不入账,造成管理工作相当被动,设备糊涂使用,不能明确工程机械管理和使用的责任主体。
2、舍不得智力投资(1)虽然目前大部分施工企业都依据自己企业的实际状况,设立了机务管理部门,但由于机构、人员更迭较为频繁,设备管理及修理人员接受专业教育时间短,管理人员对设备管理的整体熟悉尚较模糊,技术管理水平参差不齐。
(2)而有些企业只是片面注意眼前利益,宁愿花耗大量资金用于购买先进设备,但在管理人才培训等智力投资方面却显得过分吝惜,舍不得花钱。
这样,就算有再先进的设备,但管理跟不上、人员素养低劣,是很难适应机械自动化、机电一体化程度高的设备管理的需要。
3、工程机械设备的使用与保养相互脱节(1)目前大多数施工企业虽然都实行定人定机制度,即每个操作人员固定使用一台机械设备,但却忽视了定人保养制度,没有把机械设备修理保养的各项规章制度明确落实到个人。
正由于如此,操作人员往往只是“包用不包修”,修理人员也是马虎应付了事,每当机械设备消失故障,操作人员与修理人员往往相互推卸责任。
这样,不但影响了产量、质量,也增加了修理费用、运转费用以及降低了设备的使用寿命。
(2)此外,不少项目负责人只考虑眼前利益,没有从长远准备,短期行为严峻,只留意产值与效益挂钩,在设备管理使用上表现为“重用轻管”,为了赶工期、抢进度,而不惜拼设备,造成机械设备经常处于超负荷状况工作,或带“病”作业,甚至违章操作,其结果是该工程项目完工后,机械设备严峻磨损老化,而调运到新工程又需花费大量的精力与费用进行整修,造成施工工期贻误,项目部之间在修理费用上相互推诿,固定资产无形流失。
目录摘要 (2)关键词 (2)引言 (2)1机械控制理论的研究对象及任务 (2)1.1机械控制理论的研究对象 (2)1.2机械控制理论的任务 (3)2机械控制理论的系统稳定性 (3)2.1什么是稳定性 (3)3机械制造 (4)3.1先进制造技术分类 (4)3.2虚拟制造系统 (5)3.3虚拟制造技术应用 (5)4机械制造的发展及控制理论的应用 (6)4.1机械制造的发展 (7)4.2控制理论 (7)结论 (8)参考文献 (9)机械制造系统的发展及应用冯强(合肥学院机械设计制造及其自动化专业2008级)摘要:了解控制理论在机械控制工程中的应用主要在对控制理论本质反面的理解。
随着人类的物质文化水平的不但提高,控制在我们的生活学习当中处处可见,就我们的身体就是一个很好的控制系统。
我们的每一个器官完成不同功能的同时又存在着相互的协调、辅助和制约。
控制理论在机械控制工程中也是一样的只不过是由我们给它设定应作方式而已。
一个好的控制系统就一定是相对比较稳定的控制系统,所以系统的稳定性在系统中是非常重要的。
而系统要稳定必定于反馈有关。
内容包括:拉普拉斯变换的数学方法,系统的数学模型,系统的瞬态响应与误差分析,系统的频率特性,系统的稳定性,控制系统的校正与设计,以及离散系统分析基础等。
关键词:控制理论;稳定性;系统反馈;系统引言“机械工程控制论”是一门技术科学,它是研究“控制论”在“机械工程”中应用的科学。
当前机械制造技术正向着高度自动化的方向发展,各种先进的自动控制加工系统不断出现,过去那种只侧重于局部和静态的研究方法已不能符合要求,应将机械加工过程各个环节的组合看作是一个动力系统,从控制论的角度来研究和解加工中所出现的各种技术问题。
1机械控制理论的研究对象及任务机械控制理论的研究对象和理论范畴在不断扩大。
近20年来该学科的各个方面都有了很大的发展。
到目前为止,它所包含的主要理论和方法有下列6个方面。
系统辨识和信息处理由于工程控制论中所有的概念和方法都是建立在定量研究的基础之上,为了实现对工程系统的控制,精密地定量描述它的行为和结构就具有决定性的意义。
找出能够完全描述系统状态的全体变量,区分为输入量、受控量和控制量等不同类别,把表现为机械的、电的、光的、声的各种物理信号形式的变量从各种随机因素和噪声中提取出来,确定各变量在各种不同条件下的变化规律,这就是系统辨识理论的任务。
用滤波、预测、相关处理、逼近等方法从噪声中分离出具有本质意义的信息以及寻求各变量之间的相互关系,这是属于信息处理理论和方法的范畴。
近年来发展起来的模式识别理论和方法能够对已经提取出来的物理信号进行更精细的分析,以便用机器手段去理解它的含义,并用文字或图形显示出来,为管理和操作人员提供准确的信息,这是信息处理理论的新成就。
1.1 机械工程控制论的研究对象机械工程控制论是研究以机械工程技术为对象的控制论问题。
具体地讲,是研究在这一工程领域中广义系统的动力学问题,即研究系统在一定的外界条件(即输入与干扰)作用下,系统从某一初始状态出发,所经历的整个动态历程,也就是研究系统及其输入、输出三者之间的动态关系。
例如,机床数控技术中,调整到一定状态的数控机床就是系统,数控指令就是输入,而数控机床的运动就是输出。
因为输入的结果是改变系统的状态,并使系统的状态不断改变,这就是力学中所讲的强迫运动;而当系统的初始状态不为零时,即使没有输入,系统的状态也会不断改变,这也就是力学中所讲的自由运动。
因此从使系统的状态不断发生改变这点来看,将系统的初始状态看作为一种特殊的输入,即“初始输入”或“初始激励”也是十分合理的。
机械工程控制论所研究的系统是极为广泛的,这个系统可大可小,可繁可简,完全由研究的需要而定。
例如,当研究机床在切削加工过程中的动力学问题时,切削加工本身可作为一个系统;当研究此台机床所加工工件的某些质量指标时,这一工件本身又可作为一个系统。
1.2机械控制理论的任务欲使工程系统按希望的方式运行,完成预定的任务,应该正确地选择控制方式。
几乎所有的工程系统都有共同的特性:为达到同一个目标,存在着许多控制策略。
不同的控制策略所付出的代价也各异,例如能量消耗,所费时间的长短,材料、人力和资金的消耗等均不相同。
研究如何以最小的代价达到控制的目的的原理和方法称为最优控制理论。
寻求以最短时间达到控制目的的理论称为最速控制理论。
线性规划、动态规划、极大值原理、最优化理论等都是经过实践证明具有严密结构的最优控制理论。
为了解决最优控制的工程实现问题,科学家们又创造了很多适用于计算机程序的算法,称为最优化技术。
最优控制理论和最优化技术的建立是工程控制论中最突出的成就。
受控系统的工作环境、任务和目标常发生变化。
为了使工程系统能自动适应这些变化,科学家们创立了一系列设计原理和方法,赋予系统以自我进化的能力,即根据变化了的环境条件或工作任务,系统能够自动地改变自己的结构、参数和获得新的功能。
最早出现的是自稳定系统,它能在环境条件发生剧烈变化时自动地改变自己的结构,始终保持稳定的工作状态而无需操作人员去干预。
用自适应控制理论(见适应控制系统)设计的工程系统能自动地对外界条件变化作出反应,改变自己的结构参数,保持优良的性能和高精度。
计算机用于工程系统后,由于具有信息存储能力,出现了自学习系统。
经过有经验的操作人员示教以后,系统把一切操作细节都记忆下来,从此就能准确地自动再现已学到的操作过程,完成指定的任务。
只要存储容量足够大,同一工程系统可记忆若干种操作过程,就成为多功能系统。
把专家们在某一专门领域中的知识和经验存储起来,工程系统就获得处理复杂问题的能力,这种系统称为专家系统。
为完成不同的任务而能自动重组结构的系统称为自组织系统。
工程控制论的研究工作还一直受着仿生学新成就的启发和鼓舞,不断引进新的概念,发明新的理论,以求工程系统部分地模仿生物的技能。
能够辨识人的声音,认识和翻译文字,具有不断增长的逻辑判断和自动决策能力的智能系统已在工业生产领域和服务行业中采用,这是具有自我进化能力的工程控制论系统的最新成就。
2机械控制理论的系统稳定性在机械控制理论中系统稳定性是非常重要的概念。
我们都知道无论是什么系统如果不能相对的稳定那么系统最终会出问题,就那电力系统稳定性说。
系统稳定性可分为静态稳定、暂态稳定和动态稳定(1)电力系统静态稳定是指电力系统受到小干扰后,不发生非周期性的失步,自动恢复到起始运行状态的能力。
(2)电力系统暂态稳定指的是电力系统受到大干扰后,各发电机保持同步运行并过渡到新的或恢得到原来稳定运行状态的能力,通常指第一或第二摆不失步。
(3)电力系统动态稳定是指系统受到干扰后,不发生振幅不断增大的振荡而失步。
远距离输电线路的输电能力受这3种稳定能力的限制,有一个极限。
它既不能等于或超过静态稳定极限,也不能超过暂态稳定极限和动态稳定极限。
在我国,由于网架结构薄弱,暂态稳定问题较突出,因而线路输送能力相对国外来说要小一些。
2.1什么是稳定系统稳定性是指:设一线性定常系统原处于某一平衡状态,若它瞬间受到某一扰动作用而偏离了原来的平衡状态,当此扰动撤消后,系统仍能回到原有的平衡状态,则称该系统是稳定的。
反之,若系统对干扰的瞬态响应随着时间的推移而不断扩大或发生持续振荡,则系统为不稳定。
由此可知:线形系统的稳定性取决于系统的固有特征(结构、参数),与系统的输入信号无关。
3 机械制造几百年来,制造一直是由手工艺和体力劳动完成的。
工业革命以后,机器发挥着越来越重要的作用,使制造业出现了飞速发展,先进制造技术成为产品竞争的主要手段。
改革开放之后,我国已成为世界制造大国,但,要从中国制造逐步成为中国创造,必须依靠先进制造技术。
制造是人类所有经济活动的基石,是人类历史发展和文明进步的动力。
从狭义来看,制造是机电产品的机械加工工艺过程,从广义来看,是涉及制造工业中产品设计,生产相关活动的总称。
小制造指传统的机械制造,重点是加工和装配。
大制造指产品的生命周期中,从供应市场到需求市场整个供应链中的所有活动。
随着WTO 的脚步,中国制造业融入了世界经挤之中,成为我国新阶段经济发展的主要增长点之一,在工业现代化中起到了主导作用。
改革开放20多年来,引进国外先进技术2500多项,占全国的1/3 以上。
近几年的新产品,50%达到80年代中后期的世界水平,一些重要产品的年生产能力已跃居世界前列,我国已成为世界最大的服装纺织品出口国,与日本、马来西亚和特国并称世界消费类电子产品四大生产国。
一些新产品已达世界领先或先进水平,如电主轴高速卧式加工中心、激光切割机床、并联构型机床、6000米水下机器人等。
但是,我们也应该清醒地看到存在着很多不足,主要表现在技术创新能力薄弱、技术含量低、劳动生产率低、工业增加值低,总体停留在劳动者集型阶段。
另外,系统管理手段落后、管理水平低,体制陈旧、机制僵化、条块分割、地方保护主义严重等等。
先进制造技术是在传统制造技术基础上,吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果,综合应用于产品设计、制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,提高对市场的适应和竞争能力的制造技术总称。
进制造技术的特征明显:综合性技术,将各种相关技术集合成一个整体,强调人、技术、管理的有机结合;动态技术,要不断地吸收和利用各种高新技术成果,将其渗透到制造系统的各个部分和整个过程;面向工业应用全球竞争的技术,有明显的需求导向特征,不以追求技术高新度为目的,重在实际效果;面向21世纪的技术,它保留了传统有效要素,吸收高新技术,强调环保、符合可挎续发展。
3.1 先进制造技术分类(1)计算机辅助制造(CAM)及仿真加工技术利用数控机床,数控加工中心配以CAM技术,可以实现零件部分或全部加工过程的自动化。
充分利用CAD的产品三维模型,在CAM和仿真软件中定义和模拟机床,模拟加工刀具、夹具等加工工艺系统,制定零件的工艺路线和工序内容,进行刀位轨迹规划、刀位轨迹计算、刀具干涉计算、进行针对加工机床后置处理数控加工程序。
利用加工过程仿真软件在计算机仿真加工对象在加工过程中的运动和状态进行虚拟加工,检查NC代码和装夹等因素引起的碰撞干涉现象,优化加工方案和加工工艺,并具有动画功能。
(2)计算机辅助工艺设计规划(CAPP)通过PDM传递各发电设备的零部件信息,通过CAPP建立各企业的工艺资源库,向计算机输入被加工零件加工工艺信息,由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件。
包括毛坯选择及毛坯图生成、定位夹具选择、加工方法选择、加工顺序选择、工艺设备选择、工艺参数选择等,可优化加工工艺,合理设备负荷,大大降低工艺准备周期。
(3)柔性制造系统(FMS)推广FMS技术,以加工中心为基础,包括加工中心、立体仓库、物料运输系统和控制系统。