本发明涉及镜像铣削，具体地，涉及一种用于火箭箱底镜像铣削的数据驱动自适应壁厚控制方法和系统。
背景技术：
1、目前，在火箭箱底的制造过程中，镜像铣削技术已成为一种广泛应用的加工方法。该技术通过在铣削加工区域的镜像对称位置进行随动支撑，提高零件加工区域的刚度，以提高零件的壁厚精度和表面质量。传统的镜像铣削工艺通常采用固定的加工参数设计，即在刀路规划阶段便确定了零件的加工参数，并在加工过程中严格按照这一设计进行切削。然而，随着火箭箱底径厚比和精度要求的提高，零件在加工过程的动力学特性随时空变化较大，这种固定参数的设计和加工方法在实际操作中存在一定的局限性。
2、现有技术的弊端：
3、加工精度难以保障：传统的固定参数设计在加工过程中可能会受到材料去除、不同加工区域刚度不同等多种因素的影响，导致实际加工出的零件壁厚误差偏离设计要求，影响零件的最终质量。
4、加工效率低下：传统的镜像铣削工艺难以适应径厚比大、材料去除率高的零件，为了提高壁厚精度需要以牺牲进给速度为代价提高在同一加工区域的壁厚补偿次数，增加了加工时间，降低了生产效率。
5、缺乏实时反馈与控制：现有的加工方法通常缺乏数据驱动的实时反馈机制，难以对加工过程中的变化做出迅速响应，导致加工质量的不稳定。
6、专利文献cn113909366a公开了一种φ3350mm 2195铝锂合金整体箱底旋压件的壁厚控制方法，属于贮箱壳体制造技术领域。通过精确设计成形间隙、对旋压道次和强-普旋行程精确设计和控制，以及采用正-反旋交替进行、强-普旋相结合的成形工艺，提高了箱底旋压件的成形质量和壁厚精度。虽然该专利通过精确设计旋压参数和成形工艺来控制壁厚，但这种控制方式是基于固定的参数设定和预设的工艺步骤。在加工过程中，一旦遇到工件材质、加工条件发生变化，可能无法实时、动态地调整控制参数，从而导致加工质量的下降。与本发明相比，该专利缺乏数据驱动的自适应控制机制。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于火箭箱底镜像铣削的数据驱动自适应壁厚控制方法和系统。
2、根据本发明提供的用于火箭箱底镜像铣削的数据驱动自适应壁厚控制方法，包括：
3、步骤1：在镜像铣削设备的支撑侧装有壁厚测量装置，实时测量加工过程中加工区域的工件壁厚数据，并通过数控系统实时采集补偿轴的位置数据；
4、步骤2：将补偿轴的位置数据传输至同步补偿程序中，利用预设数据驱动pid算法进行壁厚补偿；
5、步骤3：根据壁厚偏差实时调整预设数据驱动pid算法的参数和进给率，从而增大单步补偿的实际有效切深，减小实时壁厚与目标壁厚的偏差。
6、优选地，同步补偿程序的算式为：
7、y(t)＝y(t-1)+u(t-1)+u(t-2)+ξ(t)
8、其中，y为工件壁厚，u为铣削轴偏移量，t为时间单位；ξ为随机变量，用于模拟按理论曲面刀路加工时轮廓误差引起的壁厚误差和轴向切削力作用下工件的法向形变引起的随机误差，ξ的取值范围由加工数据中的实时壁厚和单步补偿量确定；
9、用下式所示具有时变pid参数的pid控制率代替普通pid：
10、δu(t)＝ki(t)e(t)-kp(t)δy(t)-kd(t)δ2y(t)
11、其中，u(t)为控制输入，y(t)为系统输出，e(t)＝r(t)-y(t)为误差信号，r(t)为参考信号，kp(t)、ki(t)、kd(t)分别为时变的p、i、d参数；
12、时变pid参数根据信息向量调整，其中k(t)＝[kp(t),ki(t),kd(t)]，f()为一个非线性函数；信息向量r(t),y(t),…,y(t-ny+1),u(t-1),…,u(t-nu+1)]包含被控对象的输入、输出数据对，ny,nu分别为输出、输入的阶数。
13、优选地，计算pid参数的过程为：
14、根据现场工程师的经验确定的pid参数作为初始数据库，表达式为：
15、
16、其中，n(0)表示存储在初始数据库中的信息向量的个数；
17、计算距离和选择信息向量，在采样时间内完成，当前时刻的数据与数据库中信息向量的距离表达式为：
18、
19、其中，n(t)表示当前时刻存储在数据库中的信息向量的个数，表示第j个信息向量的第l个元素，表示当前时刻查询数据的第l个元素，表示存储在数据库中的所有信息向量的第l个元素中的最大值，表示存储在数据库中的所有信息向量的第l个元素中的最小值；选择k组距离最小的数据用于计算pid参数；
20、计算pid参数，利用选择的k组距离最小的数据，使用下式所示的线性加权平均计算查询合适的pid参数集：
21、
22、其中，wi为第i个信息向量对应的权重值，通过下式计算：
23、
24、优选地，pid参数调整在采样时间内完成，具体为：
25、采用最陡下降法修改pid参数，算式为：
26、
27、η＝diag{ηp,ηi,ηd}
28、其中，η为学习率，j()为误差函数，j、ε的表达式如下式所示：
29、
30、ε(t)＝r(t)-y(t)。
31、优选地，使用预设算法来删除冗余数据，该算法实现过程为：
32、从事先排除了k组数据的其他信息向量中提取满足下式条件的信息向量：
33、
34、从满足上述条件的信息向量中，提取满足下式条件的信息向量：
35、
36、其中，k1、k2、k3分别表示kp、ki、kd；
37、上述过程通过从数据库中提取和删除与新生成的数据组包含的数据高度相似的信息向量来实现。
38、根据本发明提供的用于火箭箱底镜像铣削的数据驱动自适应壁厚控制系统，包括：
39、模块m1：在镜像铣削设备的支撑侧装有壁厚测量装置，实时测量加工过程中加工区域的工件壁厚数据，并通过数控系统实时采集补偿轴的位置数据；
40、模块m2：将补偿轴的位置数据传输至同步补偿程序中，利用预设数据驱动pid算法进行壁厚补偿；
41、模块m3：根据壁厚偏差实时调整预设数据驱动pid算法的参数和进给率，从而增大单步补偿的实际有效切深，减小实时壁厚与目标壁厚的偏差。
42、优选地，同步补偿程序的算式为：
43、y(t)＝y(t-1)+u(t-1)+u(t-2)+ξ(t)
44、其中，y为工件壁厚，u为铣削轴偏移量，t为时间单位；ξ为随机变量，用于模拟按理论曲面刀路加工时轮廓误差引起的壁厚误差和轴向切削力作用下工件的法向形变引起的随机误差，ξ的取值范围由加工数据中的实时壁厚和单步补偿量确定；
45、用下式所示具有时变pid参数的pid控制率代替普通pid：
46、δu(t)＝ki(t)e(t)-kp(t)δy(t)-kd(t)δ2y(t)
47、其中，u(t)为控制输入，y(t)为系统输出，e(t)＝r(t)-y(t)为误差信号，r(t)为参考信号，kp(t)、ki(t)、kd(t)分别为时变的p、i、d参数；
48、时变pid参数根据信息向量调整，其中k(t)＝[kp(t),ki(t),kd(t)]，f()为一个非线性函数；信息向量包含被控对象的输入、输出数据对，ny,nu分别为输出、输入的阶数。
49、优选地，计算pid参数的过程为：
50、根据现场工程师的经验确定的pid参数作为初始数据库，表达式为：
51、
52、其中，n(0)表示存储在初始数据库中的信息向量的个数；
53、计算距离和选择信息向量，在采样时间内完成，当前时刻的数据与数据库中信息向量的距离表达式为：
54、
55、其中，n(t)表示当前时刻存储在数据库中的信息向量的个数，表示第j个信息向量的第l个元素，表示当前时刻查询数据的第l个元素，表示存储在数据库中的所有信息向量的第l个元素中的最大值，表示存储在数据库中的所有信息向量的第l个元素中的最小值；选择k组距离最小的数据用于计算pid参数；
56、计算pid参数，利用选择的k组距离最小的数据，使用下式所示的线性加权平均计算查询合适的pid参数集：
57、
58、其中，wi为第i个信息向量对应的权重值，通过下式计算：
59、
60、优选地，pid参数调整在采样时间内完成，具体为：
61、采用最陡下降法修改pid参数，算式为：
62、
63、η＝diag{ηp,ηi,ηd}
64、其中，η为学习率，j()为误差函数，j、ε的表达式如下式所示：
65、
66、ε(t)＝r(t)-y(t)。
67、优选地，使用预设算法来删除冗余数据，该算法实现过程为：
68、从事先排除了k组数据的其他信息向量中提取满足下式条件的信息向量：
69、
70、从满足上述条件的信息向量中，提取满足下式条件的信息向量：
71、
72、其中，k1、k2、k3分别表示kp、ki、kd；
73、上述过程通过从数据库中提取和删除与新生成的数据组包含的数据高度相似的信息向量来实现。
74、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
75、(1)本方法通过实时收集和分析加工过程中的数据，为数据驱动控制方法提供了数据支持；利用数据处理的结果，动态调整加工参数，实现了对壁厚的自适应控制，这种自适应控制策略能够根据加工情况的变化及时作出调整，确保加工过程的加工质量；
76、(2)通过采用数据驱动的自适应壁厚控制方法，本发明成功解决了传统加工过程中因加工参数固定且依靠经验而导致的加工质量不稳定和加工效率低下的问题，通过实时优化加工参数，提高了加工质量和加工效率。
1.一种用于火箭箱底镜像铣削的数据驱动自适应壁厚控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于火箭箱底镜像铣削的数据驱动自适应壁厚控制方法，其特征在于，同步补偿程序的算式为：
3.根据权利要求2所述的用于火箭箱底镜像铣削的数据驱动自适应壁厚控制方法，其特征在于，计算pid参数的过程为：
4.根据权利要求3所述的用于火箭箱底镜像铣削的数据驱动自适应壁厚控制方法，其特征在于，pid参数调整在采样时间内完成，具体为：
5.根据权利要求4所述的用于火箭箱底镜像铣削的数据驱动自适应壁厚控制方法，其特征在于，使用预设算法来删除冗余数据，该算法实现过程为：
6.一种用于火箭箱底镜像铣削的数据驱动自适应壁厚控制系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的用于火箭箱底镜像铣削的数据驱动自适应壁厚控制系统，其特征在于，同步补偿程序的算式为：
8.根据权利要求7所述的用于火箭箱底镜像铣削的数据驱动自适应壁厚控制系统，其特征在于，计算pid参数的过程为：
9.根据权利要求8所述的用于火箭箱底镜像铣削的数据驱动自适应壁厚控制系统，其特征在于，pid参数调整在采样时间内完成，具体为：
10.根据权利要求9所述的用于火箭箱底镜像铣削的数据驱动自适应壁厚控制系统，其特征在于，使用预设算法来删除冗余数据，该算法实现过程为：
