CN106808035B - 电火花加工自适应控制方法、装置及*** - Google Patents

电火花加工自适应控制方法、装置及*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电火花加工自适应控制方法、装置及***，属于电加工技术领域。方法包括：基于当前时间序列点，根据上一时间序列区间内的放电状态值，计算放电状态波动幅度；基于第一数学关系模型，计算下一时间序列区间的放电状态参考值；基于第二数学关系模型，计算下一时间序列区间的放电状态波动幅度参考值；根据下一时间序列区间的放电状态参考值、当前时间序列点的放电状态值及当前时间序列点之前预设数量个时间序列点的放电状态值，按照自适应控制方式计算下一时间序列点的控制信号；基于控制信号，获取电火花加工机床的下一抬刀周期。由于可实时调整放电状态参考值，从而将放电状态波动幅度控制在任意范围内，进而可提高加工表面的一致性。

Description

电火花加工自适应控制方法、装置及***
技术领域
本发明涉及电加工技术领域，更具体地，涉及一种电火花加工自适应控制方法、装置及***。
背景技术
随着电加工技术的发展，电火花加工因加工精度高及制造成本低等突出优点，已在生产中得到广泛的应用。电火花加工过程是一个弱稳态过程，如果加工过程中冲油或排屑状况恶劣，***会进入不稳定状态且放电状态波动加大，从而导致工件表面烧伤、影响加工效率。因此，如何控制电火花加工是个关键问题。现有的电火花加工自适应控制方法主要是依据固定的放电状态参考值，通过自适应控制方式得到控制信号，从而根据控制信号对机床的抬刀周期进行调整，并实现对电火花加工的自适应控制。
在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下问题：由于是让放电状态追踪固定的放电状态参考值，即按照固定的放电状态参考值来对抬刀周期进行调整，而加工条件是动态变化的，随着加工条件变差，放电状态波动幅度也会随之加大，从而使自适应控制***进入不稳定状态，进而引起有害加工损害工件甚至使得自适应控制失效。
发明内容
本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的方法、装置及***。
根据本发明的第一方面，提供了一种电火花加工自适应控制方法，该方法包括：
基于当前时间序列点，根据上一时间序列区间内的放电状态值，计算对应的放电状态波动幅度；
基于第一数学关系模型，根据放电状态波动幅度、上一时间序列区间内的放电状态波动幅度参考值及上一时间序列区间内的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态参考值；
基于第二数学关系模型，根据下一时间序列区间的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态波动幅度参考值；
根据下一时间序列区间的放电状态参考值、当前时间序列点的放电状态值及当前时间序列点之前预设数量个时间序列点的放电状态值，按照自适应控制方式计算下一时间序列点的控制信号；
基于下一时间序列点的控制信号，获取电火花加工机床的下一抬刀周期。
根据本发明的第二方面，提供了一种电火花加工自适应控制装置，该装置包括：放电状态波动幅度控制模块、自适应控制模块及电火花加工机床；
放电状态波动幅度控制模块，用于基于第一数学关系模型计算放电状态参考值，基于第二数学关系模型计算放电状态波动幅度参考值；
自适应控制模块，用于根据放电状态参考值、当前时间序列点的放电状态值及当前时间序列点之前预设数量个时间序列点的放电状态值，计算控制信号，根据控制信号获取对应的抬刀周期；
电火花加工机床，用于根据抬刀周期对上一抬刀周期进行修改，实现电火花加工的自适应控制。
根据本发明的第三方面，提供了一种电火花加工自适应控制***，该***包括：放电状态辨识单元、参数辨识单元、放电状态波动幅度计算器、放电状态参考值控制器、放电状态波动幅度控制器、自适应控制器、抬刀周期计算单元及电火花加工机床；
放电状态辨识单元，用于在线辨识采样点的放电状态值，并将采样点的放电状态值传递给参数辨识单元、自适应控制器及放电状态波动幅度计算器。
参数辨识单元，用于根据辨识所得的放电状态值，对电火花加工模型参数进行辨识，将辨识的模型参数传递给自适应控制器；
放电状态波动幅度计算器，用于根据上一个时间序列区间内的放电状态值，计算对应的放电状态波动幅度，并将放电状态波动幅度传递给放电状态参考值控制器；
放电状态参考值控制器，用于根据放电状态波动幅度、上一时间序列区间内的放电状态参考值及上一时间序列区间内的放电状态波动幅度参考值，计算下一时间序列区间内的放电状态参考值，并将放电状态参考值传递给自适应控制器及放电状态波动幅度控制器；
放电状态波动幅度控制器，用于根据下一时间序列区间内的放电状态参考值，计算下一时间序列区间内的放电状态波动幅度参考值，将下一时间序列区间内的放电状态波动幅度参考值传递给放电状态参考值控制器；
自适应控制器，用于根据下一时间序列区间内的放电状态参考值、当前时间序列点的放电状态值及当前时间序列点之前预设数量个时间序列点的放电状态值，计算控制信号，并将控制信号传递给抬刀周期计算单元；
抬刀周期计算单元，用于基于控制信号，获取抬刀周期，并将抬刀周期传递给电火花加工机床；
电火花加工机床，用于根据抬刀周期对上一抬刀周期进行修改，实现电火花加工的自适应控制。
本申请提出的技术方案带来的有益效果是：
通过根据上一时间序列区间内的放电状态值，计算对应的放电状态波动幅度。基于第一数学关系模型，根据放电状态波动幅度、上一时间序列区间内的放电状态波动幅度参考值及上一时间序列区间内的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态参考值。基于第二数学关系模型，根据下一时间序列区间的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态波动幅度参考值。根据下一时间序列区间的放电状态参考值、当前时间序列点的放电状态值及当前时间序列点之前预设数量个时间序列点的放电状态值，按照自适应控制方式计算下一时间序列点的控制信号。基于下一时间序列点的控制信号，获取电火花加工机床的下一抬刀周期。由于可对放电状态参考值及放电状态波动幅度参考值进行实时调整，从而能够将放电状态波动幅度控制在任意范围内，进而能够提高加工表面的一致性。
同时，还能够在不同电导率的工作液中维持电火花自适应加工的稳定性。尤其是在强电导率加工液条件下，如消电离不充分，通过对放电状态波动幅度的控制，在电导率较高的加工液中也能将电火花加工自适应***的稳定性维持在较好的程度，可实现电火花加工自适应控制的鲁棒性，并能够提高加工能力及效率。
附图说明
图1为本发明实施例的一种电火花加工自适应控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例的一种电火花加工自适应控制方法的流程示意图；
图3为本发明实施例的一种加工效果示意图；
图4为本发明实施例的一种加工效果示意图；
图5为本发明实施例的一种加工效果示意图；
图6为本发明实施例的一种电火花加工自适应控制***的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时，产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM(Electrical DischargeMachining，电火花加工)。
其中，电火花加工过程是一个弱稳态过程，即在有效加工阶段其线性特性例如均值、方差或能量谱等均在一个很小的范围内波动。如果加工过程中出现冲油或排屑状况恶劣的等情况，则会出现有害加工并损害工件。有害加工的出现，会使电火花加工自适应控制***进入不稳定状态。相应地，放电状态波动加大会烧伤被加工的工件表面，从而影响加工效率。
为了避免有害加工的出现，有效的方法是通过改变加工过程中的伺服运动参数或能量参数，在不影响加工精度的前提下，使加工从有害加工阶段重新回到有效加工阶段。或者，通过提前改变伺服运动参数或放电参数，避免加工进入有害加工阶段。为达到这一目的，可建立有效的闭环控制***。该控制***能够根据加工过程中的放电状态值，实时改变伺服运动参数或放电参数，从而使得加工过程维持在有效加工阶段，并提高加工效率。
为了描述电火花加工的极间放电状态，可对电火花加工的极间放电状态进行定义。考虑到电火花加工机床的拉弧保护功能，可采用稳态拉弧率和短路比率之和，即有害脉冲出现的几率，来反映不同加工状况所对应的极间放电状态。同时，在本实施例中按照实际情形可对比率作适当的改动，重新定义如下，极间放电状态＝(短路数+稳态拉弧数)/(火花放电数+瞬态拉弧数+短路数+稳态拉弧数)。上述计算过程可如下公式(1)所示：
r＝(τshort+τstab.arc)/(τspark+τtran.arc+τstab.arc+τshort) (1)
其中，r为极间放电状态。τspark为单位时间内火花脉冲的采样累计数量，τtran.arc为单位时间内瞬态拉弧脉冲的采样累计数量，τstab.arc为单位时间内稳态拉弧脉冲的采样累计数量，τshort为单位时间内短路脉冲的采样累计数量。
针对出现有害加工的问题，现有的电火花加工自适应控制方法主要是依据固定的放电状态参考值，通过自适应控制方式得到控制信号，从而根据控制信号对机床的抬刀周期进行调整，并实现对电火花加工的自适应控制。
然而，在电火花加工过程中加工条件通常是动态变化的。随着加工条件变差，放电状态波动幅度会随之加大。特别是即将进入有害加工阶段时，放电状态波动幅度会突然增大。以放电状态为监控指标的自适应控制***在输出控制变量时会产生震荡，并进一步加大短路与拉弧脉冲的出现几率，从而引起有害加工损害工件，导致电火花加工自适应控制***无法发挥最大的加工能力甚至使得自适应控制失效。
针对现有技术中的问题，本实施例提供了一种电火花加工自适应控制方法。参见图1，101、基于当前时间序列点，根据上一时间序列区间内的放电状态值，计算对应的放电状态波动幅度；102、基于第一数学关系模型，根据放电状态波动幅度、上一时间序列区间内的放电状态波动幅度参考值及上一时间序列区间内的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态参考值；103、基于第二数学关系模型，根据下一时间序列区间的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态波动幅度参考值；104、根据下一时间序列区间的放电状态参考值、当前时间序列点的放电状态值及当前时间序列点之前预设数量个时间序列点的放电状态值，按照自适应控制方式计算下一时间序列点的控制信号；105、基于下一时间序列点的控制信号，获取电火花加工机床的下一抬刀周期。
本发明实施例提供的方法，通过根据上一时间序列区间内的放电状态值，计算对应的放电状态波动幅度。基于第一数学关系模型，根据放电状态波动幅度、上一时间序列区间内的放电状态波动幅度参考值及上一时间序列区间内的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态参考值。基于第二数学关系模型，根据下一时间序列区间的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态波动幅度参考值。根据下一时间序列区间的放电状态参考值、当前时间序列点的放电状态值及当前时间序列点之前预设数量个时间序列点的放电状态值，按照自适应控制方式计算下一时间序列点的控制信号。基于下一时间序列点的控制信号，获取电火花加工机床的下一抬刀周期。由于可对放电状态参考值及放电状态波动幅度参考值进行实时调整，从而能够将放电状态波动幅度控制在任意范围内，进而能够提高加工表面的一致性。
同时，还能够在不同电导率的工作液中维持电火花自适应加工的稳定性。尤其是在强电导率加工液条件下，如消电离不充分，通过对放电状态波动幅度的控制，在电导率较高的加工液中也能将电火花加工自适应***的稳定性维持在较好的程度，可实现电火花加工自适应控制的鲁棒性，并能够提高加工能力及效率。
作为一种可选实施例，根据上一时间序列区间内的放电状态值，计算对应的放电状态波动幅度之前，还包括：
获取预先存储的上一时间序列区间内的放电状态值。
作为一种可选实施例，根据上一时间序列区间内的放电状态值，计算对应的放电状态波动幅度，包括：
计算上一时间序列区间内的放电状态值所对应的方差值，将方差值作为对应的放电状态波动幅度。
作为一种可选实施例，第一数学关系模型为放电状态波动幅度、放电状态波动幅度参考值及放电状态参考值之间的线性或非线性数学关系模型；
第二数学关系模型为放电状态参考值与放电状态波动幅度参考值之间的线性或非线性数学关系模型。
作为一种可选实施例，自适应控制方式包括超前三步预测控制方式、超前两步预测控制方式、超前一步的最小方差预测控制方式或最小方差与参考模型耦合的自适应控制方式。
作为一种可选实施例，基于下一时间序列点的控制信号，获取电火花加工机床的下一抬刀周期，包括：
按照控制信号与抬刀周期之间的映射关系，将下一时间序列点的控制信号映射为电火花加工机床的下一抬刀周期。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。
基于上述图1对应实施例所提供的内容，本发明实施例提供了一种电火花加工自适应控制方法。参见图2，本实施例提供的方法流程包括：201、基于当前时间序列点，根据上一时间序列区间内的放电状态值，计算对应的放电状态波动幅度；202、基于第一数学关系模型，根据放电状态波动幅度、上一时间序列区间内的放电状态波动幅度参考值及上一时间序列区间内的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态参考值；203、基于第二数学关系模型，根据下一时间序列区间的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态波动幅度参考值；204、根据下一时间序列区间的放电状态参考值、当前时间序列点的放电状态值及当前时间序列点之前预设数量个时间序列点的放电状态值，按照自适应控制方式计算下一时间序列点的控制信号；205、按照控制信号与抬刀周期之间的映射关系，将下一时间序列点的控制信号映射为电火花加工机床的下一抬刀周期。
其中，201、基于当前时间序列点，根据上一时间序列区间内的放电状态值，计算对应的放电状态波动幅度。
在执行本步骤之前，以当前时间序列点为基准，可获取当前时间序列点上一时间序列区间内的放电状态值，本实施例对此不作具体限定。其中，时间序列区间的长度可以根据需求进行设定，本实施例对此不作具体限定。例如，若当前时间序列点为第3个时间序列点及上一个时间序列区间为第1个时间序列点到第3个时间序列点，则时间序列区间的长度为2。
另外，在根据上一时间序列区间内采样得到的放电状态值，计算对应的放电状态波动幅度之前，还可以预先对上一时间序列区间内采样得到的放电状态值进行存储。当需要计算放电状态波动幅度时，可获取预先存储的上一时间序列区间内的放电状态值，本实施例对此不作具体限定。
关于根据上一时间序列区间内的放电状态值，计算对应的放电状态波动幅度的方式，本实施例对此不作具体限定，包括但不限于：计算上一时间序列区间内的放电状态值所对应的方差值，将方差值作为对应的放电状态波动幅度。
其中，202、基于第一数学关系模型，根据放电状态波动幅度、上一时间序列区间内的放电状态波动幅度参考值及上一时间序列区间内的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态参考值。
电火花加工通常是使电极沿加工进给方向做周期性的往复运动，称为抬刀运动。相应地，抬刀运动对应着抬刀周期。另外，第一数学关系模型为放电状态波动幅度、放电状态波动幅度参考值及放电状态参考值之间的线性或非线性数学关系模型，本实施例对此不作具体限定。
需要说明的是，由上述步骤201中队时间序列区间的定义可知，下一个时间序列区间为以当前时间序列点为起始点，区间长度为预设长度的时间序列区间。例如，若当前时间序列点为第3个时间序列点且区间长度为2，则下一个时间序列区间为第3个时间序列点到第5个时间序列点。
其中，203、基于第二数学关系模型，根据下一时间序列区间的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态波动幅度参考值。
由上述步骤202可知，在计算下一个时间序列区间的放电状态参考值时，需要用到上一个时间序列区间的放电状态波动幅度参考值，从而在本实施例中可计算下一个时间序列区间的放电状态波动幅度参考值，以用于计算下下个时间序列区间的放电状态参考值，本实施例对此不作具体限定。另外，第二数学关系模型为放电状态参考值与放电状态波动幅度参考值之间的线性或非线性数学关系模型，本实施例对此也不作具体限定。
其中，204、根据下一时间序列区间的放电状态参考值、当前时间序列点的放电状态值及当前时间序列点之前预设数量个时间序列点的放电状态值，按照自适应控制方式计算下一时间序列点的控制信号。
其中，自适应控制方式可以为超前三步预测控制方式、超前两步预测控制方式、超前一步的最小方差预测控制方式或最小方差与参考模型耦合的自适应控制方式，本实施例对此不作具体限定。
其中，205、按照控制信号与抬刀周期之间的映射关系，将下一时间序列点的控制信号映射为电火花加工机床的下一抬刀周期。
其中，映射关系可以为线性或非线性映射关系，也可以为分段函数映射关系，本实施例对此不作具体限定。
基于上述电火花加工处理过程，现将现有技术所对应的加工效果与本发明提供的电火花加工自适应控制方法所对应的加工效果进行比对。图3为现有技术在较弱电导率工作液条件下的加工效果图，可以看出抬刀周期在根据放电状态的变化进行适应性调整。在放电状态波动幅度低的部分，抬刀周期相应地在小范围内调整。一旦出现瞬时高放电状态，抬刀周期立刻降低到最小设定值且会持续一段时间，从而提高抬刀频率以加速排屑。由于加工液电导率低，放电后的消电离充分，加工过程基本都处于有效加工阶段。总体来看，放电状态波动幅度维持在一定范围内。但随着加工深度的增加波动幅度持续缓慢增加，一直到加工深度达30mm。由此看来，现有技术能够满足在弱电导率加工液中的稳定加工要求。
图4为现有技术在较强电导率工作液中的加工效果图，可以看出放电状态密集程度较图3明显增加。这意味着在图4所示的加工环境中，放电状态波动幅度明显大于图3所示的加工环境。在整个加工过程中，明显看出放电状态波动幅度随加工深度增加而增大。由于加工液电导率较高，放电后加工液消电离不够充分，容易产生拉弧，因而当放电状态波动幅度超过一定范围时，造成了一段较高的放电状态(在横坐标5000点前有一定程度的拉弧)。此时，加工深度为15mm。造成这一现象的原因是加工液消电离不充分，导致抬刀周期下降到最小值以减少放电时间，促使加工液击穿强度恢复。随着加工过程的持续，这一现象会周期性产生(在横坐标5000点后，17mm处第二次出现)。当加工深度到达19mm时，由于排屑条件的变差和消电离不充分，此时会导致拉弧而使加工停止。综上，现有技术在加工液较差的情况下无法完全发挥其稳定加工的作用。
然而基于本发明实施例提供的电火花加工自适应控制方法，对应的加工效果图可如图5所示。图5为采用本发明提供的方法在较高电导率加工液条件下的加工效果图。从图5中可以看出，随着加工深度的增加、排屑条件的变差，放电状态波动幅度随之减小，抬刀周期也随放电状态波动缓慢但稳定的减小。当加工深度到达21mm时，由于工作液消电离不充分，出现了一段放电状态的大幅度波动。此时，放电状态参考值和放电状态波动幅度参考值快速下降，将放电状态波动幅度控制在极小范围内并阻止拉弧的出现，使加工深度一直进行到24mm。这时由于排屑条件和工作液消电离不充分，使得放电状态波动幅度远超放电状态波动幅度参考值，从而导致拉弧停止加工。这说明在此实施例中，本发明控制***的控制能力已经完全发挥，在较差加工环境下加工能力较现有技术提高了26.3％，提高了加工能力。
本发明实施例提供的方法，通过根据上一时间序列区间内的放电状态值，计算对应的放电状态波动幅度。基于第一数学关系模型，根据放电状态波动幅度、上一时间序列区间内的放电状态波动幅度参考值及上一时间序列区间内的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态参考值。基于第二数学关系模型，根据下一时间序列区间的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态波动幅度参考值。根据下一时间序列区间的放电状态参考值、当前时间序列点的放电状态值及当前时间序列点之前预设数量个时间序列点的放电状态值，按照自适应控制方式计算下一时间序列点的控制信号。按照控制信号与抬刀周期之间的映射关系，将下一时间序列点的控制信号映射为电火花加工机床的下一抬刀周期。由于可对放电状态参考值及放电状态波动幅度参考值进行实时调整，从而能够将放电状态波动幅度控制在任意范围内，进而能够提高加工表面的一致性。
同时，还能够在不同电导率的工作液中维持电火花自适应加工的稳定性。尤其是在强电导率加工液条件下，如消电离不充分，通过对放电状态波动幅度的控制，在电导率较高的加工液中也能将电火花加工自适应***的稳定性维持在较好的程度，并能够提高加工能力及效率。
本发明实施例提供了一种电火花加工自适应控制装置，该装置用于执行上述图1或图2对应的实施例中所提供的电火花加工自适应控制方法。该装置包括：放电状态波动幅度控制模块、自适应控制模块及电火花加工机床。
其中，放电状态波动幅度控制模块，用于基于第一数学关系模型计算放电状态参考值，基于第二数学关系模型计算放电状态波动幅度参考值。具体地，放电状态波动幅度控制模块用于执行上述图2对应的实施例中步骤201至步骤203中的过程。
自适应控制模块，用于根据放电状态参考值、当前时间序列点的放电状态值及当前时间序列点之前预设数量个时间序列点的放电状态值，计算控制信号，根据控制信号获取对应的抬刀周期。具体地，自适应控制模块用于执行上述图2对应的实施例中步骤204与步骤205中的过程。
电火花加工机床，用于根据抬刀周期对上一抬刀周期进行修改，实现电火花加工的自适应控制。
本发明实施例提供的装置，通过根据上一时间序列区间内的放电状态值，计算对应的放电状态波动幅度。基于第一数学关系模型，根据放电状态波动幅度、上一时间序列区间内的放电状态波动幅度参考值及上一时间序列区间内的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态参考值。基于第二数学关系模型，根据下一时间序列区间的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态波动幅度参考值。根据下一时间序列区间的放电状态参考值、当前时间序列点的放电状态值及当前时间序列点之前预设数量个时间序列点的放电状态值，按照自适应控制方式计算下一时间序列点的控制信号。基于下一时间序列点的控制信号，获取电火花加工机床的下一抬刀周期。由于可对放电状态参考值及放电状态波动幅度参考值进行实时调整，从而能够将放电状态波动幅度控制在任意范围内，进而能够提高加工表面的一致性。
同时，还能够在不同电导率的工作液中维持电火花自适应加工的稳定性。尤其是在强电导率加工液条件下，如消电离不充分，通过对放电状态波动幅度的控制，在电导率较高的加工液中也能将电火花加工自适应***的稳定性维持在较好的程度，可实现电火花加工自适应控制的鲁棒性，并能够提高加工能力及效率。
本发明实施例提供了一种电火花加工自适应控制***，该***用于执行上述图1或图2对应的实施例中所提供的电火花加工自适应控制方法。参见图6，该***包括放电状态辨识单元601、参数辨识单元602、放电状态波动幅度计算器603、放电状态参考值控制器604、放电状态波动幅度控制器605、自适应控制器606、抬刀周期计算单元607及电火花加工机床608。
放电状态辨识单元601，用于在线辨识采样点的放电状态值，并将采样点的放电状态值传递给参数辨识单元602、自适应控制器606及放电状态波动幅度计算器603。
参数辨识单元602，用于根据辨识所得的放电状态值，对电火花加工模型参数进行辨识，将辨识的模型参数传递给自适应控制器606；
放电状态波动幅度计算器603，用于根据上一个时间序列区间内的放电状态值，计算对应的放电状态波动幅度，并将放电状态波动幅度传递给放电状态参考值控制器604；
放电状态参考值控制器604，用于根据放电状态波动幅度、上一时间序列区间内的放电状态参考值及上一时间序列区间内的放电状态波动幅度参考值，计算下一时间序列区间内的放电状态参考值，并将放电状态参考值传递给自适应控制器606及放电状态波动幅度控制器605；
放电状态波动幅度控制器605，用于根据下一时间序列区间内的放电状态参考值，计算下一时间序列区间内的放电状态波动幅度参考值，将下一时间序列区间内的放电状态波动幅度参考值传递给放电状态参考值控制器604；
自适应控制器606，用于根据下一时间序列区间内的放电状态参考值、当前时间序列点的放电状态值及当前时间序列点之前预设数量个时间序列点的放电状态值，计算控制信号，并将控制信号传递给抬刀周期计算单元607；
抬刀周期计算单元607，用于基于控制信号，获取抬刀周期，并将抬刀周期传递给电火花加工机床；
电火花加工机床608，用于根据抬刀周期对上一抬刀周期进行修改，实现电火花加工的自适应控制。
另外，由于计算下一个时间序列点的放电状态参考值需要用到上一个时间序列点的放电状态波动幅度参考值，从而放电状态波动幅度控制器605可向放电状态参考值控制器604传递放电状态波动幅度参考值。
相应地，放电状态参考值控制器604，用于根据放电状态波动幅度及上一个时间序列点的放电状态波动幅度参考值，计算下一个时间序列点的放电状态参考值，并将下一个时间序列点的放电状态参考值传递给放电状态波动幅度控制器605。
需要说明的是，上述***的处理过程可以基于VC++平台，或嵌入式***等，本实施例对此不作具体限定。另外，运行过程中可按照多线程运行的方式，采用模块化编程使被控对象EDM改变抬刀周期。通过对抬刀周期的自适应调整实现对放电状态波动幅度的控制，并达到电火花加工自适应控制的鲁棒性。
本发明实施例提供的***，通过根据上一时间序列区间内的放电状态值，计算对应的放电状态波动幅度。基于第一数学关系模型，根据放电状态波动幅度、上一时间序列区间内的放电状态波动幅度参考值及上一时间序列区间内的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态参考值。基于第二数学关系模型，根据下一时间序列区间的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态波动幅度参考值。根据下一时间序列区间的放电状态参考值、当前时间序列点的放电状态值及当前时间序列点之前预设数量个时间序列点的放电状态值，按照自适应控制方式计算下一时间序列点的控制信号。基于下一时间序列点的控制信号，获取电火花加工机床的下一抬刀周期。由于可对放电状态参考值及放电状态波动幅度参考值进行实时调整，从而能够将放电状态波动幅度控制在任意范围内，进而能够提高加工表面的一致性。
同时，还能够在不同电导率的工作液中维持电火花自适应加工的稳定性。尤其是在强电导率加工液条件下，如消电离不充分，通过对放电状态波动幅度的控制，在电导率较高的加工液中也能将电火花加工自适应***的稳定性维持在较好的程度，可实现电火花加工自适应控制的鲁棒性，并能够提高加工能力及效率。
最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电火花加工自适应控制方法，其特征在于，所述方法包括：
基于当前时间序列点，根据上一时间序列区间内的放电状态值，计算对应的放电状态波动幅度；
基于第一数学关系模型，根据所述放电状态波动幅度、上一时间序列区间内的放电状态波动幅度参考值及上一时间序列区间内的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态参考值；
基于第二数学关系模型，根据下一时间序列区间的放电状态参考值，计算下一时间序列区间的放电状态波动幅度参考值；
根据下一时间序列区间的放电状态参考值、当前时间序列点的放电状态值及当前时间序列点之前预设数量个时间序列点的放电状态值，按照自适应控制方式计算下一时间序列点的控制信号；
基于下一时间序列点的控制信号，获取电火花加工机床的下一抬刀周期。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据上一时间序列区间内的放电状态值，计算对应的放电状态波动幅度之前，还包括：
获取预先存储的上一时间序列区间内的放电状态值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据上一时间序列区间内的放电状态值，计算对应的放电状态波动幅度，包括：
计算上一时间序列区间内的放电状态值所对应的方差值，将所述方差值作为对应的放电状态波动幅度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一数学关系模型为放电状态波动幅度、放电状态波动幅度参考值及放电状态参考值之间的线性或非线性数学关系模型；
所述第二数学关系模型为每一时间序列区间的放电状态参考值与每一时间序列区间的放电状态波动幅度参考值之间的线性或非线性数学关系模型。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自适应控制方式包括超前三步预测控制方式、超前两步预测控制方式、超前一步的最小方差预测控制方式或最小方差与参考模型耦合的自适应控制方式。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于下一时间序列点的控制信号，获取电火花加工机床的下一抬刀周期，包括：
按照控制信号与抬刀周期之间的映射关系，将下一时间序列点的控制信号映射为电火花加工机床的下一抬刀周期。
7.一种电火花加工自适应控制装置，其特征在于，所述装置包括：放电状态波动幅度控制模块、自适应控制模块及电火花加工机床；
所述放电状态波动幅度控制模块，用于基于第一数学关系模型计算放电状态参考值，基于第二数学关系模型计算放电状态波动幅度参考值；
所述自适应控制模块，用于根据所述放电状态参考值、当前时间序列点的放电状态值及当前时间序列点之前预设数量个时间序列点的放电状态值，计算控制信号，根据所述控制信号获取对应的下一抬刀周期；
所述电火花加工机床，用于根据所述下一抬刀周期实现电火花加工的自适应控制。
8.一种电火花加工自适应控制***，其特征在于，所述***包括：放电状态辨识单元、参数辨识单元、放电状态波动幅度计算器、放电状态参考值控制器、放电状态波动幅度控制器、自适应控制器、抬刀周期计算单元及电火花加工机床；
所述放电状态辨识单元，用于在线辨识采样点的放电状态值，并将采样点的放电状态值传递给参数辨识单元、自适应控制器及放电状态波动幅度计算器；
所述参数辨识单元，用于根据辨识所得的放电状态值，对电火花加工模型参数进行辨识，将辨识的模型参数传递给所述自适应控制器；
所述放电状态波动幅度计算器，用于根据上一时间序列区间内的放电状态值，计算对应的放电状态波动幅度，并将所述放电状态波动幅度传递给所述放电状态参考值控制器；
所述放电状态参考值控制器，用于根据所述放电状态波动幅度、上一时间序列区间内的放电状态参考值及上一时间序列区间内的放电状态波动幅度参考值，计算下一时间序列区间内的放电状态参考值，并将所述放电状态参考值传递给所述自适应控制器及所述放电状态波动幅度控制器；
所述放电状态波动幅度控制器，用于根据下一时间序列区间内的放电状态参考值，计算下一时间序列区间内的放电状态波动幅度参考值，将下一时间序列区间内的放电状态波动幅度参考值传递给放电状态参考值控制器；
所述自适应控制器，用于根据下一时间序列区间内的放电状态参考值、当前时间序列点的放电状态值及当前时间序列点之前预设数量个时间序列点的放电状态值，计算控制信号，并将所述控制信号传递给所述抬刀周期计算单元；
所述抬刀周期计算单元，用于基于所述控制信号，获取下一抬刀周期，并将所述抬刀周期传递给所述电火花加工机床；
所述电火花加工机床，用于根据所述下一抬刀周期实现电火花加工的自适应控制。
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