制造过程多质量特性耦合与预测控制技术研究

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1、告击如成Ａ著ｔＣＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ１－ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩｓｃＥＮＣＥｉ专业学位硕±学位论文ＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳ續批Ａ９魚魚如—，＇。论义题目制造过程多质量特性规合与预测控制技术研究专业学位类别Ｘ程硕壬？ｉ学号１３２２０８０４２９２０——垂￣孙振涛作者姓名；指导教师徐尚龙副教授独剑性声明本人声明所呈交的

2、学位论文是本人在导师指导下进行的研究王作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加ｔｕ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：約、振涛日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被

3、查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编。学位论文（保密）的学位论文在解密后应遵守此规定‘Ｖ系％：、作者签名扳：約导师签名涛＾日：７０期／年日月／叫分类号密级注1UDC学位论文制造过程多质量特性耦合与预测控制技术研究（题名和副题名）孙振涛（作者姓名）指导教师任显林讲师电子科技大学成都徐尚龙副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称机械工程提

4、交论文日期2016.05.03论文答辩日期2016.05.12学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ResearchofCouplingandPredictionControlofMultipleQualityCharacteristicsAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAut

5、hor:ZhentaoSunSupervisor:ShanglongXuSchool:SchoolofMechatronicsEngineering摘要摘要质量是一个企业赖以生存发展的基石。企业要想在竞争中保持优势，必须对产品实行质量控制。由于机电产品的高复杂性，使得产品质量特性呈现出高耦合性的特点。耦合对质量特性的控制、预测等都会产生很大的影响，因此有必要对制造过程中质量特性耦合进行研究。本文首先对产品的质量特性进行了研究，研究内容主要包括质量和质量特性的内涵、质量特性的分类以及质量特性在各个域和层次间

6、传递的过程。通过对质量特性的研究，加深对质量特性的认识。然后重点对质量特性的耦合性进行了研究，研究内容包括质量特性耦合产生的原因，质量特性耦合性分析。通过对质量特性耦合的分析，提出了质量特性耦合矩阵的概念，基于质量特性耦合矩阵，分析了质量特性解耦的基本策略。为了分析质量特性的耦合程度，定义了质量特性耦合强度的概念。为了求解耦合强度，结合模糊理论、聚类算法和网络分析法，构建了基于模糊理论和群体聚类的网络分析法。建立了质量特性耦合关系网络分析模型，分析了质量特性耦合强度求解的基本过程。通过实例，对求解过程进行

7、了说明。为了解决质量特性预测控制中的耦合问题，建立了基于预测控制理论的质量特性预测解耦模型。针对此模型，研究了用系统辨识方法求解耦合关系模型，并结合质量特性预测耦合传递的特点，提出了三种适合于减弱质量特性预测耦合的方法，包括基于误差权矩阵的质量特性预测解耦、前馈补偿质量特性预测解耦、开环质量特性预测解耦，求出了每种算法的控制律，并给出了质量特性预测解耦的一般步骤。通过切削加工过程质量特性解耦实例，对三种预测解耦方法进行了仿真和分析。通过仿真分析，得出以下结论：（1）三种预测解耦方法在一定程度上都可以减少预

8、测系统回路之间的耦合性。（2）前馈补偿解耦和基于误差矩阵的开环预测解耦效果更好，单独使用设误差权矩阵预测解耦效果稍微差点。(3)误差权矩阵与其他预测解耦方法相结合，可以更好地实现解耦控制。关键词：质量特性，耦合解耦，网络分析法，预测解耦IABSTRACTABSTRACTWiththedevelopmentofscienceandtechnology,manufacturingenterprisesarefacingfreque