數(shù)字高頻逆變焊機(jī)控制器的研制.pdf

1、焊接技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用廣泛。焊接過(guò)程具有非線性、時(shí)變和不確定性的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的模擬控制很難在控制精度、速度和穩(wěn)定性上滿(mǎn)足現(xiàn)代焊接控制的要求。隨著焊接技術(shù)、控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)數(shù)字化焊接系統(tǒng)的研究已經(jīng)成為熱點(diǎn)。本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外焊接設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研的基礎(chǔ)上，引入了基于數(shù)字信號(hào)處理器的數(shù)字化控制技術(shù)，開(kāi)展了數(shù)字化逆變焊機(jī)控制系統(tǒng)的研究工作。
　　 本文介紹了數(shù)字化焊機(jī)的概念，提出了數(shù)字化逆變焊機(jī)控制系統(tǒng)的控制框架，設(shè)計(jì)了基于T

2、MS320LF2407A型DSP的弧焊焊機(jī)的數(shù)字化控制系統(tǒng)及人機(jī)界面。在硬件上，本文詳細(xì)描述了DSP控制系統(tǒng)各部分硬件電路的設(shè)計(jì)，包括DSP最小系統(tǒng)電路、通訊電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路、電壓電流采樣調(diào)理電路以及人機(jī)交互界面的硬件設(shè)計(jì)，為弧焊的數(shù)字化控制提供了硬件平臺(tái)。在硬件設(shè)計(jì)制作時(shí)充分考慮了焊機(jī)的抗干擾性能，詳細(xì)分析了焊機(jī)干擾類(lèi)型以及傳輸方式，針對(duì)不同的焊機(jī)部分設(shè)計(jì)了相應(yīng)的抗干擾方式。在控制策略上，將數(shù)字PID控制方法和專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)

3、合，設(shè)計(jì)了一種專(zhuān)家PID控制器，將智能控制引入到數(shù)字化焊機(jī)控制系統(tǒng)中。通過(guò)對(duì)輸出電流和電弧電壓的實(shí)時(shí)采樣，經(jīng)過(guò)專(zhuān)家PID處理后，改變DSP輸出的PWM信號(hào)，控制焊機(jī)的輸出特性。在軟件上，本文引入了μC/OS-Ⅱ嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，構(gòu)建了實(shí)時(shí)多任務(wù)平臺(tái)，保持了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，方便后續(xù)的升級(jí)更新。本文詳細(xì)介紹了μC/OS-Ⅱ在TMS320LF2407A控制系統(tǒng)中的移植過(guò)程，針對(duì)焊機(jī)控制，設(shè)計(jì)了三個(gè)任務(wù)。其中，一個(gè)任務(wù)實(shí)現(xiàn)了焊接過(guò)程控制的功能

4、，另一個(gè)任務(wù)實(shí)現(xiàn)了焊機(jī)數(shù)據(jù)通訊的功能，最后一個(gè)任務(wù)實(shí)現(xiàn)了菜單化人機(jī)交互界面功能。同時(shí)在軟件抗干擾設(shè)計(jì)上也做了研究工作。
　　 本文對(duì)所設(shè)計(jì)的數(shù)字化弧焊控制系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件調(diào)試，通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證了控制系統(tǒng)對(duì)焊機(jī)的數(shù)字化控制，并利用MATLAB仿真軟件對(duì)專(zhuān)家PID控制器的控制效果進(jìn)行仿真，控制效果令人滿(mǎn)意。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試焊對(duì)比證明應(yīng)用數(shù)字化焊機(jī)控制系統(tǒng)能明顯改善焊接效果。
　　 最后，在對(duì)本文做簡(jiǎn)要總結(jié)的基礎(chǔ)上，對(duì)于本逆變焊機(jī)控制