數(shù)字高頻逆變焊機控制器的研制.pdf

1、焊接技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用廣泛。焊接過程具有非線性、時變和不確定性的特點，傳統(tǒng)的模擬控制很難在控制精度、速度和穩(wěn)定性上滿足現(xiàn)代焊接控制的要求。隨著焊接技術(shù)、控制技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，對數(shù)字化焊接系統(tǒng)的研究已經(jīng)成為熱點。本文在對國內(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)字信號處理器的數(shù)字化控制技術(shù)，開展了數(shù)字化逆變焊機控制系統(tǒng)的研究工作。
　　 本文介紹了數(shù)字化焊機的概念，提出了數(shù)字化逆變焊機控制系統(tǒng)的控制框架，設(shè)計了基于T

2、MS320LF2407A型DSP的弧焊焊機的數(shù)字化控制系統(tǒng)及人機界面。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，包括DSP最小系統(tǒng)電路、通訊電路、驅(qū)動電路、保護(hù)電路、電壓電流采樣調(diào)理電路以及人機交互界面的硬件設(shè)計，為弧焊的數(shù)字化控制提供了硬件平臺。在硬件設(shè)計制作時充分考慮了焊機的抗干擾性能，詳細(xì)分析了焊機干擾類型以及傳輸方式，針對不同的焊機部分設(shè)計了相應(yīng)的抗干擾方式。在控制策略上，將數(shù)字PID控制方法和專家系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)

3、合，設(shè)計了一種專家PID控制器，將智能控制引入到數(shù)字化焊機控制系統(tǒng)中。通過對輸出電流和電弧電壓的實時采樣，經(jīng)過專家PID處理后，改變DSP輸出的PWM信號，控制焊機的輸出特性。在軟件上，本文引入了μC/OS-Ⅱ嵌入式實時操作系統(tǒng)，構(gòu)建了實時多任務(wù)平臺，保持了系統(tǒng)的可擴展性，方便后續(xù)的升級更新。本文詳細(xì)介紹了μC/OS-Ⅱ在TMS320LF2407A控制系統(tǒng)中的移植過程，針對焊機控制，設(shè)計了三個任務(wù)。其中，一個任務(wù)實現(xiàn)了焊接過程控制的功能

4、，另一個任務(wù)實現(xiàn)了焊機數(shù)據(jù)通訊的功能，最后一個任務(wù)實現(xiàn)了菜單化人機交互界面功能。同時在軟件抗干擾設(shè)計上也做了研究工作。
　　 本文對所設(shè)計的數(shù)字化弧焊控制系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件調(diào)試，通過實驗方法驗證了控制系統(tǒng)對焊機的數(shù)字化控制，并利用MATLAB仿真軟件對專家PID控制器的控制效果進(jìn)行仿真，控制效果令人滿意。通過現(xiàn)場試焊對比證明應(yīng)用數(shù)字化焊機控制系統(tǒng)能明顯改善焊接效果。
　　 最后，在對本文做簡要總結(jié)的基礎(chǔ)上，對于本逆變焊機控制