基于DSP的全桥软开关CO2焊接电源驱动电路研究

根据全桥软开关逆变CO2焊接主电路驱动要求,设计了以TMS320LF2407数据处理器为核心的控制电路,阐述主程序、中断子程序的工作过程和PWM脉冲信号的产生原理.结合PWM信号特点和IGBT栅极对驱动信号的要求,设计出与之相匹配的驱动电路,并经分析计算,选择了参数适宜的关键元器件.通过电路调试表明,基于DSP控制PW...     

基于DSP的CO2焊短路信号的小波检测

简单介绍了连续和离散小波变换理论,结合CO2气体保护焊电弧电压信号的特点从理论上论证了小波变换方法在波控CO2焊中检测短路信号并给出短路控制信号的可行性.通过真、假短路信号及噪声信号的频谱分析,利用理论定性分析和数学公式的推导讨论了小波变换消除假短路信号和噪声信号干扰的机理.利用Matlab中的小波分析工具箱对实测所得的电弧电压离散数字信号采用不同的小波基进行小波变换分析,从分析中选出一套切实可行的小波变换数字滤波器组.最后在DSP(数字信号处理器)上编程实现短路信号的实时检测,验证了基于DSP的小波变换提高短路信号检测的实时性、准确性及可靠性.     

磁控电弧焊缝跟踪传感信号的实时小波降噪方法

通过对磁控电弧传感信号的频谱分析,发现表征焊缝位置信息的特征信号与干扰信号处在不同的频段;针对焊缝跟踪系统的实时性要求,提出了一种基于滑动固定数据窗的电弧传感信号实时小波降噪方法.该方法动态地截取电弧传感信号的实时数据,并通过选用正交紧支撑小波与舍弃电弧传感信号的第一、二层细节信号的小波分解方法,大大降低了传感信号降噪算法的计算量,保证了算法的实时性;最后采用DSP技术,对实际的焊接电流信号按该方法进行了大量的在线实时降噪试验.结果表明,采用该方法对磁控电弧传感信号进行降噪处理,能够满足系统的去噪要求及实时性要求.     

旋转电弧MAG焊强迫短路过渡电流信号滤波

研究了MAG焊旋转电弧V形坡口扫描焊接电流的变化特征,发现当电弧扫描到坡口两侧时,由于电极高度变小,会产生强迫短路熔滴过渡.在短路过渡的瞬间会产生较大的峰值电流,对旋转电弧传感器的检测灵敏度造成影响.为此提出了基于空间邻域的均值滤波和软阈值小波滤波组合算法,对实际焊接电流信号进行了滤波处理,并研究了该算法的实时性.结果表明,该算法可以使电流波形得到明显的改善,并具有较强的实时性,为焊枪偏差识别奠定了基础.     

基于旋转电弧传感器的水下电弧焊信号处理

为了去除旋转电孤传感器于水下电弧焊的电流信号中的干扰,提出了小波滤波和中值滤波的组合滤波方法.介绍了基于旋转电弧传感器的水下电弧焊接系统,分析采集到的水下焊接电流信号的特征,从理论上论证小波变换应用在水下电弧焊接信号去噪的可行性.利用Matlab中小波工具箱对实际采集到的电流信号进行小波滤波分析,选取合适的小波基.对滤波后信号,存在的水下焊接中短路过渡和断孤的干扰,采用中值滤波的去噪方法.实验证明:小波滤波和中值滤波组合的方法能更有效地抑制干扰,并保留有用的水下焊接电弧信号特征,处理时间满足实时性要求.     

基于DSP的小波变换算法研究

小波分析是一种有效的信号处理方法,DSP在信号处理中得到了广泛的应用。本文研究在DSP中实现小波分析和基于DSP的小波变换算法。用C语言开发的DSP程序稳定性好,易于移植,有较强的实用性与灵活性。     

基于ARM_Linux的逆变式CO2焊接电源波形控制系统研究

针对短路过渡CO2焊接电源电子控制系统元件较多、参数调节较难、控制灵活性和精确性较差等缺点,设计了一种基于ARM_Linux的逆变式CO2焊接电源波形控制系统.该系统以S3C2440微处理器作为核心控制芯片,采用增量式PI运算程序软件,实现了短路过渡CO2焊接过程焊接电压和焊接电流的波形控制.在S3C2440中,对Linux系统底层文件进行裁减和移植后,应用层控制主程序派生三个子进程,分别控制焊接任务、基于Qt的人机交互界面、远程网络通讯,同时利用有名管道(FIFO)实现进程间通信.     

基于DSP的CO2焊短路过程控制

介绍了数字信号处理器(DSP)控制CO2焊短路过渡控制系统，DSP软件进行短路波形控制方案和燃弧波形控制的PI算法，给出了软件控制的焊接电流、电压波形。试验结果表明，该控制方法拄制性能良好，较好地满足工艺性能要求，实现了焊机控制的数字化。     

CO2焊短路信号的检测

根据CO2气体保护焊短路过渡过程的负载特点，利用电压比较器、du/dt线路和数字电子线路．设计了短路检测电路和短路液桥缩颈检测电路。短路检测电路利用焊接电压的变化确定熔滴短路的状态和时刻，能正确区分引弧短路与熔滴短路并考虑瞬时短路时过程的影响；缩颈检测电路利用焊接电压微分du/dt检测液体小桥产生缩颈爆断的时刻．对瞬时短路可能产生的不良影响不做反应。对所设计的电路成功地进行了模拟实验和实际试验验证。     

基于小波分析仪的CO2焊机波形分析

对焊接过程中的电信号进行小波滤波处理后，可以在消去信号中噪声的同时．保持电信号的特征形状不失真。采用自行研制的焊接电弧动态小波分析仪。对2台IGBT逆变焊接电源的焊接过程进行了测试分析．为焊接电源检测和工艺评判提供了一个有效的途径。对比分析结果表明：提高电压恢复率、各理增加短路过渡电流上升率和短路峰值电流，能够有效提高焊接电源的动态性能，改善焊接工艺质量。     

高速CO_2焊电弧能量检测与分析

设计了焊接电弧动态参数的检测系统,对CO2焊短路过渡中的电弧电压及焊接电流进行实时采集,使用Matlab软件统计分析电弧能量。在不同焊接速度下,对CO2焊的各个过渡阶段的电弧特性进行分析,研究电弧能量与熔滴过渡稳定性之间的关系。试验结果表明,通过对短路过渡过程中各个不同阶段的输入能量的控制,可提高焊接过程的稳定性,实现CO2焊的高速化。     

基于模糊控制的焊缝自动跟踪系统的设计

为了提高CO2气体保护焊的自动化水平,研制了用于CO2气体保护焊的电弧传感焊缝跟踪系统.采用TMS320F240数字信号处理器作为CO2焊接电源和焊接摆动器的控制核心.CO2焊接电源采用IGBT全桥逆变主电路,根据电弧电压、电流反馈信号进行PID逻辑运算,据此调节PWM的脉冲宽度,使得逆变焊接电源具有恒压电源外特性.采用参数自调整模糊控制器对焊接电流信号分析,获得步进电机的调整步数和调整方向.设计了焊缝跟踪的执行机构焊接摆动器.实验证明,系统实现了0°到8°偏角以内的焊缝跟踪.     

基于遗传小波神经网络MIG焊熔透状态模式识别

通过对已有的人工神经网络、小波分析、遗传算法的建模方法进行组合利用并加以改进,建立了基于电弧声信号特征的MIG焊熔透状态诊断网络模型.声波信号经小波去噪和小波包频带能量特征提取后,作为小波神经网络模型的输入特征向量,网络训练中采用具有全局优化能力的遗传算法动态修改网络结构和参数,避免了神经网络训练速度慢、容易陷入局部极值的缺点,从而完成数据挖掘和复杂的非线性建模功能.结果表明,将网络模型用于熔透状态诊断,证实了方案的可行性和有效性.     

CO2焊短路过渡过程缩颈信息的小波提取

在CO2气体保护焊过程中，利用表面张力过渡方法解决焊接过程中的飞溅问题时，准确地提取缩颈形成时刻这一信息是非常关键的。在缩颈形成的瞬间，电弧电压曲线先出现一个上凹的拐点，然后再急剧上升。若能从电弧电压信号中提取出拐点发生时突变的信息，则可望提取到缩颈发生的特征信息。作者利用小波分析方法具有良好的时域、频域局域性，能够很好地检测信号的局部奇异性的特点，对电弧电压信号进行了局部奇异性的检测。结果表明，小波分析方法可检测到电弧电压信号发生拐点时的位置及突变程度，可准确地提取出缩颈发生的特征信息。     

短路过渡CO2焊电弧能量的检测与分析

为了分析短路过渡电弧的焊接过程和探讨电弧能量对焊接稳定性的影响,设计了短路过渡电弧电参数检测系统.采用该系统对两种波控条件下的短路过渡CO2焊的电弧电压和焊接电流进行检测,并采用Matlab软件对这两种电弧短路阶段和燃弧阶段的能量分布进行统计分析.结果表明:在短路过渡CO2焊过程中,短路阶段这两种波控电弧的能量都较小,能量控制影响飞溅和焊缝外观,而在燃弧阶段分阶段控制能量有利于提高焊接过程的稳定性,改善焊缝成形.     

An analysis of the dynamic resistance and the instantaneous energy of the CO2 arc welding process

A self-developed welding dynamic arc wavelet analyzer was adopted to analyze and assess the welding process of two CO2 arc welding machines. The experimental results indicate that the instantaneous energy can reflect the influence of the welding current and voltage on dynamic arc characteristic synthetically. Through calculating and analyzing the instantaneous energy, the energy during arc ignition and short circuit in CO2 welding process can be confirmed rationally, thus the foundation for the accurate design and control of the welding current and voltage can be provided. By reducing the ripple disturbance of the dynamic resistance, avoiding peak current and voltage waveform,and enhancing the transition frequency of short circuit suitably, the stability of the welding arc and the weld appearance can be improved.     

A novel wavelet method for electric signals analysis in underwater arc welding

Electric signals are acquired and analyzed in order to monitor the underwater arc welding process. Voltage break point and magnitude are extracted by detecting arc voltage singularity through the modulus maximum wavelet (MMW) method. A novel threshold algorithm, which compromises the hard-threshold wavelet (HTW) and soft-threshold wavelet (STW) methods, is investigated to eliminate welding current noise. Finally, advantages over traditional wavelet methods are verified by both simulation and experimental results.     

斜特性式脉冲CO2焊电源自适应控制方法

在脉冲CO2焊设备采用恒流控制电流波形时,其外特性也就变为恒流特性,这样就需要在恒流闭环控制CO2焊脉冲电流波形的基础上采用相应措施,来保证CO2焊电源具有足够的电弧电压自动调节性能.从电弧能量控制的角度,研究了通过控制CO2焊燃弧过程峰值电流时间的途径来闭环自动调节脉冲CO2焊电弧电压的斜特性式控制方法;提出了以脉冲式CO2焊逆变电源外特性斜率为判据的控制算法,使脉冲CO2焊电源输出外特性斜率可调.结果表明,斜特性脉冲CO2焊电源能在焊接过程中自适应调节电弧电压,并可通过改变电源外特性斜率来定量调节电源对弧长的自动调节强度.     

基于电弧声波特征的CO2焊接飞溅预测

在对短路过渡CO2 焊电弧声波信号的时频特征及其与过渡过程、焊接飞溅的相关性分析的基础上 ,利用小波变换的分析方法提取不同频段上的声波能量作为表征飞溅大小的特征向量 ,通过神经网络模型建立特征向量到飞溅量的映射模型 ,从而对CO2 焊接飞溅量的预测。结果表明 ,利用电弧声波信号能够正确地预测焊接飞溅 ,是实现焊接质量在线监控的新途径