基于DSP的電子束快速成型設備束流控制系統的研究.pdf

1、電子束快速成型設備是一種用于快速制造成型的先進設備。電子束束流控制系統是該設備的核心，束流品質的好壞直接影響到產品成型質量。傳統的束流聚焦及偏轉控制存在散焦現象和較大的偏轉誤差，而且由于存在變壓器、整流濾波等“慣性”環(huán)節(jié)，束流強度控制存在一定延時，降低了電子束快速成型的質量和速度。為此，本文通過優(yōu)化電子束的聚焦及偏轉控制，顯著提高電子束的偏掃精度；在高壓端直接調整電子槍柵極的偏壓，跳過“慣性”環(huán)節(jié)，從而實現對電子束束流的快速、精準控制。

2、
　　本文針對束流的散焦以及非線性偏轉誤差的問題，設計出能有效解決動態(tài)聚焦和偏轉誤差的方法。設計了偏壓發(fā)射板調整控制信號并驅動光纖發(fā)射器；設計電子管偏壓板接收控制信號調整電子管的導通來實現加在電子槍柵極電壓的變化；利用光纖通信實現高壓和低壓隔離，同時保證信號無延時傳輸；利用高壓電子管實現對柵極電壓的調整。電子管偏壓板置于高壓油箱中，設計了差分放大電路提高控制板子的穩(wěn)定性；為解決高壓放電對束流控制板的影響，在設計的高壓電源主電路結構

3、中加入兩級避雷器，在高壓輸出端接扼流電感和續(xù)流二極管，以此實現對過壓、過流保護。以TMS320F2812為控制主芯片，加上A/D、D/A轉換模塊等實現對控制系統束流、高壓、燈絲電流、過壓、過流等信號的采樣分析計算，采用積分分離數字PID控制算法。
　　利用Matlab和Saber軟件進行仿真，并設計出了試驗樣板，仿真結果和實測數據相符。試驗樣板在THDW系列電子束焊機上試驗，其束流掃描精度顯著提高，束流響應時間可達到微秒(μs)級