【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车床加工振动测量控制领域，具体涉及一种低频振动消除设备。
技术介绍
1、在车床在加工的过程中，容易出现低频振动的情况，随之出现噪音，机床部件松动和硬质合金片碎裂等情况，这对工厂生产零部件来说是一个极大的困扰。现有的低频振动消除技术主要有合理选择刀具几何参数、调整切削参数等，但某些技术可能需要高精度的机床调整或复杂的工艺控制，实施起来可能较为困难，且加工成本较高、加工效率较低。为了有效解决这种现象，本专利技术提出一种低频振动消除设备系统，具体为在加工设备中添加可调节线圈，通过振动加速度传感器感受加工时出现的低频振动，通过大数据搜索线圈通电情况，以反向抵消低频振动，因此，很好得解决了零部件松动、弹出等问题，使得加工的精确性提高，从而延长加工设备的寿命。
技术实现思路
1、专利技术目的：为解决在车床在加工的过程中，容易出现低频振动而随之出现噪音，机床部件松动和硬质合金片碎裂，零部件松动、甚至弹出等情况。并通过合理的算法优化，极大得提高消除低频振动的效率。
2、技术方案：本专利技术公开了一种低频振动消除设备，包括振动部件，振动部件上设置振动加速度传感器以及缠绕于振动部件上的可调节线圈、云平台、优化控制器；
3、所述云平台主要负责搜寻振动信息并摘录信息输入优化控制器，若为精确频段的信息则直接输入，若为模糊频段的信息则筛选后最接近的精确频段的信息输入至优化控制器；
4、所述优化控制器包含优化与控制部分，利用浣熊优化算法模型，将云平台采集到的振动
5、
6、式中：x为所得振动部件的位移，a位部件的最大振幅、ω为部件的振动角频率，为振动初相位，α为阻尼比；
7、
8、
9、f＝-2ξmx″
10、
11、式中：ξ为阻尼比系数，wn为未通电时的自然频率，k为部件的刚度系数，m为部件的质量，f为通电后产生的电磁力，x″为位移的二阶导数；i为最终要通电的电流大小，b为通电后产生的磁场大小，l为缠绕在振动部件上的可调节线圈的长度；
12、所述优化控制器根据最小化振动部件的位移x，确定最终缠绕于振动部件上的可调节线圈的通电电流，为所述振动部件上的可调节线圈通电。
13、进一步地，利用浣熊优化算法模型，将振动部件的质量、刚度系数、振动角频率、最大振动幅度、初相位数据作为输入，对目标函数进行优化控制，具体包括如下步骤：
14、步骤1：先判断采集到的振动信息是否在振动范围内，若采集到的振动信息在振动范围内则做进一步判断，若不在振动范围内则振动异常，报错，所用判断依据公式为：
15、
16、式中：xj为从振动加速度传感器中采集到的振动频率信息，γ为振动部件振动下限，β为振动部件振动上限；
17、步骤2：若判断在振动范围内，则对采集到的信息进行初始化，采用的信息初始化公式为：
18、
19、式中：lbi为寻优下边界，ubi为寻优上边界，rand为[0,1]的随机数，φ为[0,1]间的常数；
20、步骤3：利用浣熊优化模型对数据优化，计算与目标函数相关的适应度值进行排序，获取全局最优位置xbest，全局最优位置为浣熊寻找的最好狩猎点，每一代的浣熊位置中包含着目标函数所需的参数，xbest中所包含的参数为当前目标函数的最优参数即目标函数的最优值；
21、步骤4：采样数据试探优化，浣熊应不断接近安全位置，更新浣熊在搜索空间中的位置，设置意外率η，由于大自然是非常危险的，故设置的意外率η以增加随机性其计算公式如下：
22、
23、式中：t为最大迭代次数，t为当前迭代次数，rand为[0,1]之间的随机数，从1到0，使得随着迭代次数的增加，浣熊捕猎的命中率逐渐增加，捕猎效率也提高；
24、步骤5：以下的迭代模型所得的位置内包含目标函数所需的各项参数：
25、当η＞0.7时，表示浣熊安全抵达猎物所在位置，位置更新公式如下：
26、
27、
28、在此进行改进，采用sin-1θ的函数，在浣熊安全抵达猎物所在位置时，影响越来越小，逐渐趋近于0，采用sin-1θ的函数便于提高收敛，改进后的数学模型如下：
29、
30、
31、式中：xi(t+1)为下一只浣熊i的位置，xi(t)是浣熊i在t时刻的位置，xi(t)表示浣熊i在t时刻的位置，浣熊落点即位置所携带的信息即为目标函数的参数；
32、当0.4＜η＜0.7时，代表遇到意外，但未死亡，将在附近掉落。
33、xi(t+1)＝xi(t)+2η×random
34、式中：random为0到1的随机数；
35、当η＜0.4代表从树上摔落死亡，此时需要在区域内随机补充一只浣熊：
36、
37、式中：lbi为下边界，ubi为上边界，random为[0,1]的随机数，φ为[0,1]间的常数；
38、步骤6：计算通电的电流大小，并更新xbest；
39、步骤7：判断是否满足最大迭代次数，若满足，则输出最优解，否则，返回步骤3重新迭代计算。
40、有益效果：
41、1、智能化与自动化：设备通过云平台实时搜集振动信息，并利用浣熊优化算法模型对收集的数据进行处理。这种智能化的处理方式，大大减少了人工参与和人工调节的需要，提高了设备的自动化程度，降低了操作难度。
42、2、优化控制：设备可以根据振动部件的实时数据，如质量、刚度系数、振动角频率、最大振动幅度、初相位等，进行精准的控制和优化。这种个性化的控制策略，使得设备在应对不同加工情况时，能够灵活调整，达到最佳的振动消除效果。
43、3、高效性：设备通过智能优化算法，能够快速找到抵消效率最高的控制方案，大大提高了生产效率。
44、4、普适性强：设备能够适应多种复杂的加工情况，无论是对于不同的振动部件，还是对于不同的振动环境，都能通过智能优化找到最佳的控制策略，显示出强大的普适性。
45、5、提升产品质量：通过精确控制振动，可以有效减少产品加工过程中的误差，提高产品质量。
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1.一种低频振动消除设备，其特征在于，包括振动部件，振动部件上设置振动加速度传感器以及缠绕于振动部件上的可调节线圈、云平台、优化控制器；
2.根据权利要求1所述的一种低频振动消除设备，其特征在于，利用浣熊优化算法模型，将振动部件的质量、刚度系数、振动角频率、最大振动幅度、初相位数据作为输入，对目标函数进行优化控制，具体包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种低频振动消除设备，其特征在于，包括振动部件，振动部件上设置振动加速度传感器以及缠绕于振动部件上的可调节线圈、云平台、优化控制器；
2.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：温文潮，吴晨璐，谢滢琦，徐子甲，曾晓宇，马梦宇，谢金博，纪捷，殷庆媛，黄慧，黄小龙，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：
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