基于粗糙集理論鋁合金脈沖GTAW過(guò)程知識(shí)建模的智能控制方法研究.pdf

1、脈沖氣體保護(hù)鎢極氬弧焊(GTAW)是一種重要的金屬焊接工藝，可以用來(lái)得到高質(zhì)量的焊縫，因而在航天等需要精密焊接制造的領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。為了滿足其對(duì)于焊縫精密成形質(zhì)量的要求，需要對(duì)焊接過(guò)程的動(dòng)態(tài)性進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，因此，GTAW過(guò)程的動(dòng)態(tài)特征提取以及熔透的實(shí)時(shí)控制一直以來(lái)都是焊接學(xué)術(shù)領(lǐng)域與工程應(yīng)用領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。 目前，大量弧焊方面的工作集中于對(duì)GTAW，尤其是對(duì)其熔透控制的研究。由于焊縫的熔透狀態(tài)取決于背面焊道的寬度，熔透

2、控制可以被歸結(jié)為對(duì)熔池背面熔寬的控制。熟練焊工通過(guò)觀察熔池的狀態(tài)調(diào)節(jié)焊接參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)熔透狀態(tài)的精確控制。但是由于焊工不能在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間工作，實(shí)現(xiàn)GTAW過(guò)程的自動(dòng)控制在焊接界顯得尤為重要。然而，由于GTAW是一個(gè)存在熱干擾、工件的散熱條件變化、熱變形等諸多因素干擾的復(fù)雜系統(tǒng)，很難設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的控制器，要實(shí)現(xiàn)GTAW過(guò)程的自動(dòng)控制并不簡(jiǎn)單。 粗糙集理論是1982年由波蘭數(shù)學(xué)家Z.Pawlak教授提出的一種發(fā)現(xiàn)海量不精確、不完整

3、和不確定數(shù)據(jù)內(nèi)在聯(lián)系的數(shù)學(xué)工具它提供了一種新型的分析數(shù)據(jù)、自動(dòng)提取規(guī)則的方法。將控制過(guò)程的觀測(cè)數(shù)據(jù)以決策規(guī)則選擇機(jī)制，被定義為粗糙控制器。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，速度快。對(duì)于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜過(guò)程的自動(dòng)控制，具有重要意義。 本課題針對(duì)焊接工藝的人工經(jīng)驗(yàn)操作特點(diǎn)，依據(jù)大量的直接焊接過(guò)程試驗(yàn)數(shù)據(jù)，研究了基于粗糙集理論的焊接過(guò)程知識(shí)建模與在線控制方法，從直接的方式模擬焊工基于觀察感覺(jué)、經(jīng)驗(yàn)知識(shí)運(yùn)用、推理決策及實(shí)時(shí)適應(yīng)性操作實(shí)現(xiàn)的智能行為，為