激光切割機高度調節(jié)系統(tǒng)的設計.pdf

1、激光切割是熱切割技術發(fā)展的熱點之一，作為一種新興的熱切割方式，它具有高效率、高精度、低噪音、污染小等特點。高度調節(jié)系統(tǒng)是激光切割機的一個極其重要的組成部分，它直接關系到激光焦點在加工材料上位置的一致性和準確性，進而決定了工件切割質量的好壞。所以設計一種激光切割機高度調節(jié)系統(tǒng)具有重要的意義。本文設計一種以DSP作為主控芯片的激光切割機高度調節(jié)系統(tǒng)。
　　首先介紹了研究背景和意義，分析激光切割機高度調節(jié)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。論述了

2、激光切割機高度調節(jié)系統(tǒng)的需求，完成了系統(tǒng)總體框架的設計。比較多種檢測手段的優(yōu)缺點，根據(jù)該調節(jié)系統(tǒng)的特點，最終選擇電容式位移傳感器作為高度檢測的傳感器。結合變論域思想和模糊控制理論，對切割頭所在機械臂的高度進行閉環(huán)控制，設計了激光切割機高度調節(jié)系統(tǒng)變論域模糊控制器。
　　對電容式位移傳感器進行了工作原理和電氣特性分析，通過建模推導電容值與距離的關系曲線，理論計算出電容的變化情況，為電容檢測電路提供理論支持。設計以CAV424為核心的

3、電容檢測電路，并將CAV424轉換后所得的模擬電壓信號作為檢測模塊DSP的輸入。同時，設計了分段最小二乘法非線性化校正程序。檢測模塊DSP對模擬電壓信號進行模數(shù)轉換和數(shù)字濾波，并利用非線性化校正程序進行曲線擬合，最終得到高精度的距離測量值。
　　完成了以DSP作為核心的控制模塊的硬件和軟件設計，通過軟硬件模塊的配合實現(xiàn)激光切割機調節(jié)系統(tǒng)的各個功能。結合變論域思想和模糊控制算法，設計變論域模糊控制器。對該控制器進行仿真研究，并通過軟