智能控制的概念 早出現(xiàn)于60年代。智能控制系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力，能自主地調(diào)節(jié)自己的控制結(jié)構(gòu)、參數(shù)方法，進(jìn)行決策規(guī)劃或廣義問題求解，以完成任務(wù)。加工過程智能控制目前主要包括三個(gè)方面：(1) 控制；(2) 模糊控制；(3) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。

智能控制實(shí)質(zhì)上是一種預(yù)測控制——預(yù)測模型、滾動優(yōu)化和反饋校正。它把電火花加工控制從嚴(yán)格的數(shù)學(xué)模型束縛中解脫出來，將過程作為“黑箱”處理，完全撇開對系統(tǒng)的內(nèi)部描述，用隸屬函數(shù)來刻畫和描述定性信息，達(dá)到模擬熟練操作者的思維方式，根據(jù)當(dāng)前的加工狀態(tài)和前一次的抉擇來調(diào)整參數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提高加工效率和穩(wěn)定加工過程的目的。因此，首要解決前提問題——“黑箱”的輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)是什么，以及需檢測和控制什么參量，須結(jié)合電火花加工的特殊工藝規(guī)律來決定。

進(jìn)一步的研究表明，主軸伺服進(jìn)給、電機(jī)提升(抬刀)、放電間隙調(diào)節(jié)是EDM 的主要控制量。事實(shí)上到今EDM 激勵(lì)也沒有令人滿意的解釋，對EDM 放電間隙狀態(tài)的檢測是EDM 智能控制不可回避的難點(diǎn)。所以須應(yīng)用新的頭等技術(shù)得到準(zhǔn)確的放電間隙情況，給研究和實(shí)現(xiàn)EDM 過程的智能控制提供前置技術(shù)支撐。

眾所周知，電火花放電加工時(shí)，放電須是短時(shí)間的脈沖放電。持續(xù)時(shí)間一般為10-6～10-3s 。如放電時(shí)間等于或大于10-2s，則轉(zhuǎn)變?yōu)殡娀》烹?，從而使加工不能正常進(jìn)行。因此要實(shí)時(shí)地在微秒級或毫秒級對眾多復(fù)雜的變化因素進(jìn)行檢測并加以控制。

電火花加工過程控制的目標(biāo)是：(1) 確保避免電弧放電損傷工件，保持穩(wěn)定的加工狀態(tài)；(2) 滿足加工表面粗糙度、精度等各種規(guī)格的參數(shù)；(3) 盡可能滿足高速加工的要求。因此首先遇到的問題就是要有高靈敏度的 EDM 自動控制單元。

與其他傳統(tǒng)加工方法相比，電火花加工過程是一個(gè)較慢的過程，因此它的控制目標(biāo)函數(shù)就是在保證表面質(zhì)量和加工精度的條件下，以 短的加工時(shí)間( 快的加工速度)來實(shí)現(xiàn)。

實(shí)現(xiàn)電火花加工，須使工具電極和工件間維持合理的距離，在該距離范圍內(nèi)，既可滿足脈沖電壓不斷擊穿介質(zhì)，產(chǎn)生火花放電，又可適應(yīng)在火花通道熄滅后介質(zhì)消電離(電離子影響)及排出蝕除產(chǎn)物的要求。這段距離稱之為“加工間隙”或“放電間隙”。 間隙是否合理，受到脈沖電壓、火花通道的及介質(zhì)的介電系數(shù)等因素的制約。一般情況下，電火花加工的放電間隙在數(shù)微米到數(shù)百微米范圍內(nèi)。且在一定時(shí)間范 圍內(nèi)脈沖放電集中在某一區(qū)域；在另一段時(shí)間內(nèi)，則應(yīng)轉(zhuǎn)移到另一區(qū)域。只有如此，才能避免積碳現(xiàn)象，進(jìn)而避免發(fā)生電弧和局部燒傷。因此，放電間隙是控制的主 要對象。目前在許多機(jī)床上采用間隙電壓作為反映間隙大小的傳感信號，當(dāng)間隙偏大時(shí)，由于短路和短的擊穿延時(shí)，U值也小。無論如何，隨著間隙電壓的增加，放電間隙也增大。這樣，加工過程中不可連續(xù)測量的放電間隙大小就可用連續(xù)測量加工間隙電壓的方法來獲得。但是，間隙電壓與其它控制參數(shù)之間的交互作用很大。因此準(zhǔn)確檢測電火花放電間隙狀態(tài)已成為不可回避的問題。

究電火花加工過程單個(gè)脈沖波形的“時(shí)態(tài)”有五種基本形態(tài)，即正?；鸹ǚ烹?、過渡電弧(可恢復(fù)性不穩(wěn)定電弧)、穩(wěn)定電弧、短路、開路(空載)。它們的特點(diǎn)是：

1、正?；鸹ǚ烹姡悍烹娖陂g放電電壓波形上有高頻雜波分量出現(xiàn)，峰值大，有擊穿延時(shí)現(xiàn)象。而在形成火花放電過程中，電壓電流波形平直，規(guī)律性整齊。

2、穩(wěn)定電弧(不可恢復(fù)燒傷性穩(wěn)定電弧)：在間隙放電條件惡劣的情況下，如深孔加工時(shí)，穩(wěn)定電弧形成而燒傷工件，這時(shí)工具電極及工件表面都會形成局部凸包或凹坑，電壓及電流波形都很光滑，形成燒弧后，如不擦除黑斑，加工過程不可能自行恢復(fù)正常。

3、過渡電?。悍烹娖陂g放電電壓波形上，高頻雜波分量幾乎沒有，擊穿延時(shí)也不明顯，波形無規(guī)律。這種波形可通過伺服控制恢復(fù)為正?；鸹ǚ烹?，也可因間隙狀態(tài)變化而自行恢復(fù)為正?；鸹ǚ烹?。因此它是作為理論研究提出的，實(shí)際加工控制過程中不需要專門測量(本文不考慮這一狀態(tài))。

4、 開路：間隙加工介質(zhì)沒有被擊穿。

5、短路：電壓很低，電流波形光滑。雖然短路本身不蝕除工件，也不損傷電極，但在短路處造成了一個(gè)熱點(diǎn)，當(dāng)短路時(shí)易引發(fā)拉弧。

為 了清晰地描述放電間隙狀態(tài)，文中給出的間隙狀態(tài)圖是經(jīng)過處理的。在實(shí)際電火花加工過程中，這五種類型都可能出現(xiàn)，甚到在一個(gè)脈沖單元中同時(shí)出現(xiàn)。短路、開 路的情況好區(qū)別，本文不作詳細(xì)說明。正?；鸹ǚ烹姾头€(wěn)定電弧放電這兩種狀態(tài)的電壓、電流幅值特征較接近，如僅用電壓和電流的幅值來區(qū)分是較困難的，因?yàn)樗?們的間隙電壓和電流幅值差別小，而且隨著工藝規(guī)準(zhǔn)的變化還在一定范圍內(nèi)波動。