基于灰色残差修正模型机床切削力预测和仿真.pdf

学兔兔 第6期 (总第151期) 机 械 工 程 与 自动 化 No．6 2008年 l2月 MECHANICAL ENGINEERING AUT0MAT10N Dec． 文章编号：1672—6413(2008)06—0047—03 基于灰色残差修正模型的机床切削力预测与仿真 宋 强 ，朱艳芳 ，李 华 (1．安阳工学院 机械工程系，河南 安阳 455000；2．安阳钢铁集团公司，河南 安阳 455O04) 摘要：介绍了一种基于灰色残差修正模型的机床切削力预测的建模方法。仿真结果表明，这种新的建模方法具 有较高的精度，为高度复杂的非线性模型化提供了一条新途经。此方法利用某一机床厂具体的数据进行硷验， 得到了满意的结果。 关键词：机床切削力预测；灰色修正模型；仿真 中图分类号：TG5：TP391．9 文献标识码：A O 引言 在切削技术研究及实际切削加工中，有关切削力 式中： ㈣(点)一∑(z㈤( ))。 的数据是计算切削功率，设计和使用机床、刀具和夹 构造一阶线性微分方程后，可得该方程的白化微 具，开发切削数据库，实现加工中切削力控制等的重 分方程为： 要依据。实际生产中，为了在粗加工时充分利用机床 ㈩ 一 。 I g D g D 9 I O 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 Q O Q 6 Q 0 0 0 0 0 Q 0 (2) 功率，精加工时有效保证工件质量，均需合理选择切 削条件，并对选定的切削条件下的切削力进行预测。预 其中： 和U为待辨识常数。利用最小二乘法求解n， 有： 测切削力的经验模型主要建立在最／]~--乘回归法的基 a— l I一(B ’ )一 B YⅣ。…………………(3) 础上。本文应用灰色残差理论来预测机床切削力，灰 色集合理论擅长于处理具有 “部分信息已知、部分信 式中：a——待辨识参数向量； r一0．5(z‘ (2)+z‘(1)) 1 息未知的小样本、贫信息”特点的不确定性对象，它 通过对 “部分已知信息”的生成与开发，从中提取有 B： l_0 “ ．(3)+ ” -1 用信息，最终实现对研究对象内在规律的有效描述。切 削加工实践表明，由于各种因素的影响，切削力通常 ‘。’(2) 表现出不确定性特征。因此本文运用灰色残差修正模 型来预测机床切削力，并取得了不错的效果。 yⅣ一 ．(3) 1 灰色GM(1，1)模型的建模 ‘。 ( ) 灰色预测方法与传统的统计预测方法相比有着较 z“ 的灰色预测模型为： 多的优点，它不需要确定预测变量是否服从正态分布， 不需要大的样本统计量，不需要根据输入变量的改变 主㈤( +1)一(z(。 (1)一兰)e-a +旦 。 … … (4)