脉冲MIG焊机优化控制

介绍了微机控制的脉冲MIG焊电源控制系统，比例一积分一微分(PID)控制算法选择及系统控制软件的优化策略。针对脉冲MIG焊接过程中比例一积分(PI)控制和焊接参数实时显示的矛盾，在研究分析了PID控制算法的基础上，为实现实时采样控制和显示焊接参数，着重分析了串行显示芯片MAX7219的工作时序，研究改进了MAX7219的数据和命令格式的传输方式，以及在防止系统振荡的基础上对PID控制算法优化的方法。改进后PI控制时间仅为80μs，而进行200次PI控制(约16ms)更新一位数码管，解决了频闪问题。试验结果表明，优化后程序执行效率高，响应速度快，控制精度高，实现了稳定的脉冲MIG焊接过程。     

铝合金脉冲MIG焊过程PID控制器设计与仿真

针对铝合金脉冲MIG焊过程,根据建立的占空比与焊接正面熔宽之间动态关系的数学模型,设计了非线性PID控制器和遗传算法优化的PID控制器,并分别对其在焊接过程中占空比对熔池正面熔宽阶跃动态响应的控制效果进行了MATLAB仿真研究.结果表明,非线性PID控制方法具有比遗传算法优化的PID控制方法更好的控制效果.     

基于Simulink的脉冲MIG焊接电源仿真分析

针对传统的铝合金薄板脉冲MIG焊接电源设计设计周期长、效率低、成本高等问题,提出了建立相应的焊接电源仿真模型,包括IGBT逆变电路、输入整流滤波电路、降压及二次整流滤波电路、PWM模块、PID模块等。通过仿真分析,确定了谐振电感和滤波电感的参数和验证PID控制算法。最后,利用自主开发的铝合金薄板脉冲MIG焊接电源进行了有限双极性控制方法的2.0 mm铝合金薄板的焊接工艺试验,并且得到较好的焊接效果。     

双丝脉冲MIG焊的双脉冲焊接方法

为优化双丝脉冲MIG焊的焊缝成形质量,提出双丝脉冲MIG焊的双脉冲焊接方法,构建基于DSP的双丝脉冲MIG焊的双脉冲数字化交替相位协同控制系统,对双丝脉冲MIG焊的单脉冲和双脉冲焊接进行平板堆焊试验.结果表明,双丝脉冲MIG焊双脉冲焊接系统实现了稳定的双脉冲焊接过程,焊缝成形良好.对单脉冲和双脉冲焊接所得焊缝的横截面宏观金相对比分析结果表明,双脉冲对焊接熔池有很强的搅拌作用,双脉冲焊接所得焊缝晶粒比单脉冲焊缝晶粒更小,说明双脉冲具有细化晶粒的效果,证明在双丝脉冲MIG焊中应用双脉冲有一定的优化作用.     

铝合金脉冲MIG焊过程解耦控制模型及仿真

针对铝合金脉冲MIG焊存在多参数强烈耦合并严重影响过程控制稳定性的问题,建立了其多输入多输出(MIMO)控制模型.在此基础上,运用多变量控制理论,设计了神经网络PID多变量强耦合时变控制系统.介绍了该控制器的结构和算法,分析了控制对象的特点,对铝合金脉冲MIG焊过程进行了仿真.结果表明,采用神经网络PID控制的神经网络对象逆模型解耦控制系统结构和解耦算法来控制铝合金MIG焊接过程,取得满意的动态和稳态性能.为实现铝合金脉冲MIG焊过程控制奠定了理论基础.     

基于电弧声信号的高压干法水下脉冲MIG焊接稳定性分析

高压焊接实验舱的封闭结构特征为电弧声信号在舱内低噪声传播创造了条件。在对传声器校准的基础上,建立了同步采集硬件系统,同步采集不同环境压力下脉冲MIG焊接的电流、电压和电弧声信号,并在时域和频域上分析了不同环境压力下的电弧声信号,研究电弧声信号特征与高气压环境下脉冲MIG焊接过程的相关性。结果表明,电弧声信号可以反映不同环境压力下脉冲MIG焊接的稳定性以及高压环境焊接过程的电弧能量损失,为进一步研究高压干法水下脉冲MIG焊接创造了条件。     

脉冲MIG焊逆变电源的研究现状

对国内外近20年来脉冲MIG焊逆变电源的研究现状进行了分析，从实现焊接高速高效化、焊接控制数字化、控制系统智能化3方面进行了较为详细的介绍与评价。指出存在的主要问题。就脉冲MIG焊逆变电源的特点、应用范围、改进方向提出建议。进一步展望脉冲MIG焊逆变电源的发展趋势。     

弧长控制对铝合金双脉冲MIG焊的影响

采用奥地利FRONIUS公司生产的TPS2700型数字化逆变焊机,对2.5mm的薄板铝合金进行了双脉冲MIG焊接试验.通过HANNOVER焊接质量分析仪对双脉冲MIG焊接电信号进行检测分析,获得了低能脉冲弧长修正(AL<,1>)和高能脉冲弧长修正(AL<,2>)的变化对铝合金双脉冲MIG焊接过程稳定性及其焊接质量的影响...     

脉冲MIG软开关逆变焊接电源的研制

采用高速单片机PIC16F877A和全桥移相ZVS电路,研制出脉冲MIG软开关逆变焊接电源系统.通过采用结构化程序设计方法对控制系统主程序和各个子程序进行设计,并对脉冲参数进行了优化匹配.实验测试了电源的软开关过程和外特性,能够满足脉冲MIG焊的要求.通过工艺实验验证了所设计的控制系统能够输出稳定的脉冲焊接电流和电压,可实现一脉一滴的焊接.     

基于模糊自整定参数PID控制的铝合金薄板脉冲MIG焊

针对铝合金薄板脉冲MIG焊,提出了一种比例积分微分(proportion integral derivative,PID)参数模糊自整定控制方法,文中介绍了其原理及设计思路,将模糊逻辑控制器引入已建立的PID控制器的Simulink仿真模型,实现了PID参数模糊自调节,并进行了输入适应性对比试验和抗干扰试验分析,表明PID参数模糊自整定控制器在输入适应性和抗干扰方面更胜一筹,能进一步提高弧焊电源性能.最后对铝合金1 mm薄板进行了传统PID控制和模糊自整定参数PID控制焊接试验对比.结果表明,该方法焊缝光亮、飞溅少、焊接过程比较平稳,可获得较好的焊缝质量和稳定的焊接过程.     

基于粒子群优化的焊接工作台伺服系统PID控制

提出了基于粒子群优化的焊接进给工作台位置PID控制。焊接进给工作台是焊机伺服系统的重要组成部分,其位置控制对提高焊接质量具有重要意义。采用简单高效的PID控制算法,但由于焊接伺服系统具有非线性等特点,使得PID控制器参数调整困难,传统的齐格勒—尼柯尔斯法则参数整定效果不佳。粒子群算法是一种全局优化算法,可以有效地实现PID参数整定,因此,在Simulink软件下建立进给工作台位置控制模型,采用粒子群算法来实现PID参数的调整,并进行了仿真。仿真结果显示,基于粒子群优化的PID控制器具有超调量小、精度高的特点,控制效果明显好于齐格勒—尼柯尔斯法则。     

增量型PID恒流恒压控制的Plasma-MIG复合电弧焊接

Plasma-MIG复合电弧焊接对电源的外特性输出及焊接过程控制有着很高的要求,以VC++软件开发工具为平台,推导了适合于Plasma-MIG复合电弧焊接的增量型PID控制算法,实现了对复合电弧焊接过程控制及电源外特性的要求.结果表明,增量型PID恒流恒压控制能够满足Plasma-MIG对电源外特性的输出要求.Plasma电弧和MIG电弧并不是相互独立的,两者以共享的电磁空间、导电气氛和焊丝为媒介建立起耦合关系.Plasma-MIG复合电弧焊接过程中,增量型PID控制下的Plasma电弧能够自发的调节自身电参数,来稳定电弧空间的电流密度,使得焊接过程中无飞溅.采用控制后,Plasma-MIG复合电弧焊焊接过程焊缝铺展好,焊接过程稳定,焊缝成形好.     

动态电阻点焊监控系统多参数分时段的监控算法

首次把动态电阻点焊自适应控制系统（DRC）的控制模型分成不同时段用不同参数进行实时监控。即把动态特性曲线经过科学修正以后，在谷点时间到达阶段，根据谷点到达时间的提前或滞后，分别采用单输入单输出和双输入单输出模糊控制器进行控制；在谷点过后的上升阶段，采用比例积分控制算法（PID）进行控制，考虑到电阻点焊生产过程中机械化和自动化程度非常高的特点，为了保证点焊形核质量和焊接时间的一致性，在动态特性曲线上升阶段后期，采用阈值前馈控制算法；同时，针对电阻点焊生产环境中网波动频繁的特点，程序在进入焊接主程序之前，采用网压前馈控制算法。通过将前馈控制算法，模糊控制算法与已应用较成熟的PID控制算法相结合，使DRC型监控系统在干扰频繁的电阻点焊生产环境中工作更加可靠。     

基于PID算法摩擦焊机移动速度闭环控制系统研究

在C32摩擦焊机主轴转速确定的条件下,为了精确控制摩擦焊接缩短量,在满足形成良好的焊接接头的条件下达到材料最大化利用,设计一基于PID算法的摩擦焊机闭环控制系统。在AMESim中对闭环控制系统有无PID参数进行仿真分析,并在C32摩擦焊机上对仿真结果进行试验验证。结果表明:在主轴转速确定的条件下,PID算法下的摩擦焊机闭环控制能在精确控制摩擦焊接缩短量的前提下更好地保证焊件的优越性能。     

基于灰色PID控制的全数字送丝系统设计

焊接电流是影响焊接质量的重要因素,而焊接电流的大小取决于焊接速度,因此送丝系统的控制电路、调速方案和稳定性在整个焊接过程中占椐着重要的位置.针对当前送丝电机控制系统的不足,提出基于灰色PID速度控制的调速系统.首先分析送丝系统的硬件组成,并给出双闲环系统的总体结构,介绍灰色PID控制原理,最后通过Simulink对上述...     

广东省自然科学基金资助项目（S2012010009058）；深圳市基础研究基金资助项目（JCYJ20140509172609165）；深圳市科技应用示范资金资助项目（KJYY20140530172729046）

在阐述弧焊机器人焊接工艺的电弧特性的基础上,分析了电弧长度控制系统的原理,采用模块化建模思想建立弧焊机器人电弧控制系统模型。基于所建模型进行了焊接机器人恒压、恒流送丝模型集成、仿真与分析,通过对比普通PID控制算法和增益调整型模糊PID控制算法在弧焊机器人弧长控制中的效果的基础上,提出了一种有效的焊接机器人恒压、恒流送丝的控制算法。所建模型和弧长控制算法的研究对于弧焊机器人熔池深度智能化过程控制的进一步深入研究具有一定的参考价值。     

TIG逆变电源外特性的模糊自适应PID控制系统研究

介绍了模糊自适应ＰＩＤ控制器的基本原理,建立了ＴＩＧ逆变电上特性控制的模糊自适应ＰＩＤ算法。采用了双输入单输出的模糊自适应ＰＩＤ控制器,提出了它的设计过程,并给出了单片机模糊控制系统的总体框图。     

点焊机恒流变结构控制器的研究与设计

针对传统电焊机控制中很难达到控制精确且响应迅速这一问题,提出了一种基于变结构控制思想的控制规则,此规则由传统PID控制与模糊逻辑控制复合构建而成,此控制规则已应用于电焊机控制箱的设计,并在实践中取得了良好的效果。     

基于复合视觉和形态学模糊检测的GMAW焊过程质量控制

视觉图像检测是实现GMAW焊接质量控制的重要步骤。针对焊接图像稳定性差、噪声大的特点,提出了一种基于复合视觉和形态学模糊检测的算法。该算法采用双CCD采集焊接视觉图像并使用数学形态学理论处理图像,通过将该图像检测算法应用于焊接动态过程中的熔池图像处理,结合闭环模糊PID控制理论,一套完整的GMAW焊过程质量控制系统得以实现。MAG焊工艺试验表明,该控制系统可以有效地克服焊接过程中的外界干扰,从而保证焊接质量的稳定。