基于FPGA的微細(xì)電火花加工脈沖電源及控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著精密機(jī)械和微機(jī)械系統(tǒng)的不斷發(fā)展，微細(xì)加工也得到廣泛應(yīng)用。微細(xì)電火花加工作為特種加工領(lǐng)域的一個重要的發(fā)展方向，依靠其加工過程中高精度、超精細(xì)、可控性好等諸多優(yōu)點(diǎn)在微機(jī)械制造領(lǐng)域得到廣泛推廣使用，并倍受學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的關(guān)注。良好的電火花加工過程是以電火花加工能夠平穩(wěn)高效進(jìn)行為基礎(chǔ)的，高頻的脈沖電源、可靠的實(shí)時檢測的放電系統(tǒng)、穩(wěn)定的控制系統(tǒng)是微細(xì)電火花加工的關(guān)鍵技術(shù)。
　　參考大量文獻(xiàn)，分析研究其成形加工的放電機(jī)理問題，根據(jù)微細(xì)電火

2、花加工脈沖電源的設(shè)計(jì)要求，分析了獨(dú)立式和非獨(dú)立脈沖電源的放電特點(diǎn)與間隙特性，改進(jìn)主放電回路結(jié)構(gòu)，用可控式RC脈沖電源做主電路，實(shí)現(xiàn)了電容充放電過程的分離。主電路使用MOSFET作為開關(guān)元件，并根據(jù)MOSFET導(dǎo)通電壓電流等參數(shù)需求設(shè)計(jì)驅(qū)動電路快速導(dǎo)通MOSFET，整個回路以兩級放電為基礎(chǔ)，交替放電加工，有效提高了微小孔電火花加工的效率。
　　為了獲取良好的實(shí)時放電狀態(tài)，分析電火花加工放電規(guī)律和放電狀態(tài)檢測的現(xiàn)狀及可靠性，檢測電路采

3、用間隙平均電壓和短路脈沖檢測兩種方法。由于電火花加工過程的復(fù)雜性，研究基于模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的放電狀態(tài)辨識方法，采集電壓電流兩路信號處理作為運(yùn)動控制前提。
　　針對FPGA編程方便靈活、處理速度快、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，整個脈沖電源的控制采用FPGA。根據(jù)對脈沖控制及放電檢測的研究，完成了以FPGA為基礎(chǔ)的PWM技術(shù)、實(shí)時檢測方法、?？刂?，實(shí)現(xiàn)脈沖電源參數(shù)可調(diào)，得到可靠性良好的放電狀態(tài)檢測，精確控制電火花加工過程，提高微細(xì)電火花加工的穩(wěn)