产品质量制造误差非线性显式建模理论和在线控制技术

本项目以复杂制造过程中产品质量的非线性制造误差为研究对象，通过建立制造误差面向对象Petri网模型EPQ-OPN，解决逻辑层上非线性制造误差分析问题；提出制造误差非线性显式数学模型和非线性显著差异性分析方法，从代数层上揭示非线性关系形成机理和动态规律，解决制造误差统计性能分析问题和非线性系统显著差异性定量分析问题。提出非结构化噪声和抽样不确定性对控制模型影响的量化分析方法，解决非结构化噪声和抽样不确定性的扰动边界和偏离空间的定量分析问题，提高非线性模型的控制精度。开发基于奇异值分解的在线健壮控制技术，解决制造过程在线健壮控制问题，并提供制造过程可控制性和可观测性分析判据。因此，本项目将扩展和丰富目前的产品质量制造误差建模和过程控制理论，解决复杂制造过程中非线性制造误差分析与控制的核心问题，为我国先进制造业的制造误差建模、噪声分析、抽样设计和优化、在线质量控制等提供有效的科学指导。

制造误差控制是产品质量控制的核心任务，制造误差和制造过程中各种误差源之间本质上具有非线性。本项目主要研究成果：1）通过建立非线性制造误差面向对象Petri网模型，解决逻辑层上非线性制造误差分析问题；2）提出制造误差非线性显式数学模型和非线性显著差异性分析方法，从代数层上揭示非线性关系形成机理和动态规律，解决制造误差统计性能分析问题和非线性显著差异性定量分析问题；3）提出非结构化噪声和抽样不确定性对控制模型影响的量化分析方法，计算非结构化噪声和抽样不确定性的扰动边界和偏离空间，提高非线性模型的控制精度；4）开发基于奇异值分解的在线健壮控制技术，解决制造过程在线健壮控制问题，并提供过程可控性和可观性分析判据。本项目为产品质量的非线性制造误差建模和控制产生一个新的科学基础和实践工具，解决复杂制造过程中非线性制造误差分析与控制的核心问题，为我国先进制造业的制造误差建模、噪声分析、抽样设计和优化、在线质量控制等提供有效的科学指导。