C32摩擦焊机的神经网络PID自适应控制研究

针对C32连续摩擦焊机闭环控制系统的时变性、非线性控制精度较低以及稳定性较差等问题,研究一种BP神经网络与增量式PID控制器相结合的控制算法来提高系统性能.参考C32连续摩擦焊机实际运行参数,通过AMESim软件建立物理模型;结合Simulink建立神经网络PID自适应控制器进行联合仿真,建立电液力闭环控制系统.结果表...     

基于ARM的摩擦焊机压力闭环控制系统的设计

设计了基于ARM的摩擦焊机压力闭环控制系统,该控制系统以S3C44B0X处理器为控制系统核心器件,以电液比例溢流阀为执行系统关键部件,并引入增量式PID算法对摩擦焊机顶锻压力进行控制。实验结果表明:该系统快速、稳定、可靠,且具有较强的抗干扰性。     

基于焊接力开环及闭环模式交互作用的摩擦焊接技术研究

基于焊接力开环模式及闭环模式交互控制方式,研制摩擦焊机轴向加载液压系统,实现对焊接辅助过程、三级摩擦焊接过程中轴向焊接力的控制。从辅助过程到自动焊接过程,轴向力的变化经历了七个阶段:在辅助过程中,开环模式控制下的轴向力对摩擦焊接缩短量及工件焊后尺寸精度无明显影响;在三级摩擦焊接过程中,闭环模式控制下的轴向焊接力的控制精度、稳定性对摩擦焊接轴向缩短量及工件焊后尺寸精度具有直接和间接的影响。基于焊接力开环模式及闭环模式交互控制方式研制的轴向摩擦焊机,可实现材料为40Mn2、型号为XDZ190支重轮摩擦焊,焊接接头成形良好,工件的摩擦焊接缩短量精度控制在0～0. 5 mm以内。     

搅拌摩擦焊主轴力控制液压伺服仿真与分析

搅拌摩擦焊接技术是一种新型固相焊接技术,由于其独特的技术优势正被广泛地应用于铝合金等轻质合金板的焊接中。分析了基于液压伺服技术的搅拌摩擦焊接主轴力控制系统,推导得出主轴液压伺服系统的力控制数学模型,在MATLAB软件的Simu LINK模块中搭建控制模型,分别利用模糊PID和普通PID控制理论对控制模型进行仿真。分析仿真结果发现:模糊PID和普通PID控制方法虽然都能实现对主轴液压系统的力控制,但模糊PID控制不论是在响应时间、控制精度还是抗干扰能力方面都优于普通PID控制,并且通过实验验证了模糊PID控制的可行性。     

液压驱动水下摩擦焊机研制

针对水下结构物维修的需要,研制了液压驱动水下摩擦焊机。该摩擦焊机的主要特点是:主轴结构设计合理,能够满足高速重载运转的需要;主轴材料选择与密封设计,使得主轴可以长期应用于水下;主轴内部安装了转速传感器和磁致伸缩式位移传感器,能够很好地实现主轴转速和主轴位移测量;控制系统成功地实现了主轴转速、主轴进给速度和压力等焊接参数的自动控制,自动焊接程序可以根据塞棒烧损长度设置合适的焊接参数组合。试验表明,液压驱动水下摩擦焊机可以完成水下摩擦焊接,焊接接头强度超过母材强度的80%,对于海洋平台结构物的水下维修、牺牲阳极更换接线螺柱安装等具有较好的应用前景。     

摩擦焊计算机闭环控制系统的研究

采用电液比例技术,研制了摩擦焊计算机闭环控制系统,实现了摩擦焊接过程中轴向压力的闭环控制及主轴转速、轴向缩短量的实时检测.生产现场数据统计分析表明,该系统具有较强的抗干扰性和良好的可靠性.并已在石油钻杆的生产中得到应用.     

埋弧焊机PLC控制系统

以西门子S7-200系列PLC为控制核心,实现基于焊接电压反馈的PID闭环控制,精确调节焊接电压以获得良好的焊接质量。设计控制系统硬件并完成选型;阐述焊接控制逻辑并给出PLC控制流程图,以常规PID算法为控制策略,确定了控制逻辑,并给出变量的控制结构框图,保证了自动埋弧焊机在焊接过程中电弧电压的稳定性。     

搅拌摩擦焊前导点温度控制研究

现有搅拌摩擦焊多为开环控制系统,对焊接温度的控制不能满足工艺要求。选用5083铝合金进行焊接温度实验,利用遗传BP神经网络算法建立搅拌摩擦焊前导点温度模型。在模型基础上,在外部闭环中使用模糊控制器调节搅拌头转速,在内部闭环中使用预测控制器解决温度延迟问题,构建双闭环的搅拌摩擦焊温度控制系统。结果表明,搅拌摩擦焊温度控制系统可有效追踪目标温度,将焊接温度控制在理想区间,且具有高效率的转速调节,不易造成机械损伤。     

基于PLC的辙叉闪光焊机控制系统

在分析铁道辙叉闪光焊接工艺流程基础上,重新设计了焊机控制系统,系统以SLC500系列PLC为控制核心,实现基于焊接电流反馈和焊件送进速度反馈的双闭环控制,实现了焊接电流的精确调节。对控制系统硬件进行了设计并完成选型,在控制算法方面以模糊PID算法为控制策略,确定了控制逻辑,并给出变量的模糊化流程图,保证了闪光焊机在焊接过程中电流的稳定性。现场试验结果表明,焊接电流在焊接全过程超调不超过10%,保证了焊件质量的可靠性。     

基于AMESim的液粘调速离合器PID控制特性研究(英文)

为了准确模拟液粘调速离合器电液比例闭环控制特性,使系统能达到稳定转速的目的,基于AMESim仿真软件构建液粘调速离合器PID闭环控制系统仿真模型。采用Ziegler-Nichols整定法确定了PID参数,研究了液粘调速离合器闭环控制系统输出响应特性,分析了PID参数对输出特性的影响。结果表明,该方法能准确地模拟液粘调速离合器PID闭环控制输出响应特性,PID参数对系统输出响应特性和转速稳定性均有较大的影响。通过PID闭环控制系统,液粘调速离合器可以达到恒转速控制,得到的仿真结果为控制器的设计提供了参考依据。     

线性摩擦焊机施力系统压力响应动态仿真

为研究线性摩擦焊机电液伺服施力系统对滑台压力的闭环控制特性,根据输入输出各变量之间的关系推导出电液伺服施力系统相对于压力信号的闭环传递函数,再根据该数学模型建立起系统的仿真模型并实施仿真.为验证建模与仿真的可信度,对电液伺服施力系统进行了闭环控制下的压力频率特性试验,并重点分析了系统压力对压力闭环响应特性的影响.结果表明,数值仿真与试验结果基本吻合;电液伺服施力系统相对于闭环压力为二阶惯性加一阶微分环节,系统工作频宽较大,稳定性较好;提高系统压力可改善压力闭环动态响应特性.

Abstract：

In order to study the closed-loop control qualities of the electro-hydraulic servo load system of the linear friction welding machine on the slipway pressure, closed-loop transfer function of the pressure for the electro-hydraulic servo load system was established according to the relationship between input and output variables, a simulation model was established according to the transfer function and the simulation was carried out. In order to validate reliability of the simulation result, a frequency characteristics experiment of pressure was implemented under closed-loop control, and the system pressure's affect on the pressure's closed-loop response characteristics was specially analyzed. The results show as follows, the emulational and experimental results are anastomosing; the electro-hydraulic servo load system is a second-order inertial & first-order differential link for closed-loop pressure control, the system frequency width is large, and the system stability is high; pressure s closed-loop dynamic response characteristics can be improved by promoting the system pressure.     

基于工控机的锚链闪光焊机控制系统设计与开发

针对锚链闪光焊接,以工控机和高精度多功能数据采集卡为核心,采用Mi-crosoft Visual Studio.Net 2003和NI Measurement Studio 7.1为开发平台,设计开发了锚链闪光焊机控制系统,实现了闪光焊接过程实时控制、焊接工艺管理和焊接过程数据记录等功能.在控制过程中采用工控机、高精度...     

TIG焊熔宽的自整定PID闭环控制系统的研究

对于焊接过程中常出现各种干扰,焊接条件时有变化的TIG自动焊而言,改进传感方法和控制技术是提高焊缝质量闭环控制系统控制效果的两大途径。本文在对采用CCD摄像机正面拍摄熔池图像并用微机进行图象处理,以及对参数在线自整定PID控制原理的研究基础上,设计了一种TIG焊参数在线自整定PID熔宽闭环控制系统。实验结果表明,该系统具有良好的控制特性和对焊接条件变化的适应性,可用于TIG焊焊缝质量的实时控制。     

基于VC++的双头摩擦焊机测控系统的研究

根据双头摩擦焊机焊接过程质量控制的需要,研究了一套高采样精度的双头摩擦焊机测控系统.系统在Visual C++开发环境下编程.采用多媒体定时器控制采样精度,减小了由于Windows普通定时器定时精度差给系统造成的焊接缩短量和焊接时间等控制参数的测量误差.数据统计分析表明,系统采样精度高达1 ms,可保证两侧相对转速误差小于3.5 r/min、相对缩短量误差在0.1-0.5 mm以内.该系统采用模块化设计结构.包括数据采集、串口通信、绘制趋势曲线、焊接数据实时显示、动画演示焊接过程等功能模块.实际生产及试验表明,该测控系统控制精度高,运行高效、稳定.     

14t摩擦焊机主轴的多工况静动态特性研究

以自行设计的14 t连续驱动摩擦焊机主轴结构为研究对象,应用有限元分析软件对主轴进行多工况下的静动态相关特性研究。在静态特性方面,运用ANSYS的子模型分析技术研究主轴多工况下的刚度、强度与疲劳等静力学特性。与传统研究方法相比较,该方法提高了求解效率与精度。基于此,对焊机主轴结构设计的合理性进行验证。在动态特性方面,对主轴约束模式下的前6阶固有频率进行计算,与临界转速对比后,验证了主轴设计的安全性。     

基于自适应控制技术的铣削参数优化

采用BP神经网络算法应用于铣齿功率建模能较准确地预测铣齿功率大小,进而运用STATISTICA的正交设计优化试验数据对滚齿机进行再制造,通过在主轴箱加设传感器实现了机床振动稳定性的的在线监控,分析各个切削状态下主轴箱振动同铣削功率的关系,进行优化切削参数,实现了数控系统与在线监控技术的自适应闭环监控.完成了4m大型滚齿机向高速铣齿机床SKX-4000的智能化再制造.结果表明,采用的控制策略能适应强力铣削的工况变化,稳定地控制加工过程,达到保护机床、刀具和提高加工效率的目的.     

单片机控制磁放大器式埋弧自动焊机

针对磁放大器式电源埋弧自动焊机设计了单片机控制系统。通过焊接电流反馈PI算法动态调节电源外特性;通过电压反馈PI算法调节送丝速度,实现了焊接规范的全闭环控制。使焊机具有参数预置、规范销定、数字显示及自动引弧和收弧等功能。     

搅拌摩擦焊主轴位置液压伺服控制仿真与分析

搅拌摩擦焊接技术是一种新型固相焊接技术,由于其独特的技术优势正被广泛应用于铝合金等轻质合金板的焊接中。分析了基于液压伺服技术的搅拌摩擦焊接系统,推导出主轴液压伺服系统的数学模型,在MATLAB软件的Simulink模块中搭建控制模型,分别利用模糊PID和普通PID控制理论对控制模型进行仿真。通过分析仿真结果发现:模糊PID和普通PID控制方法虽然都能实现对主轴液压系统的伺服位置和力控制,但模糊PID控制不论是在响应时间、控制精度还是抗干扰能力方面都优于普通PID控制,并且通过实验验证了模糊PID控制的可行性。     

电模拟惯性摩擦焊接技术

为适应摩擦焊接设备的发展,降低制造成本,在对惯性摩擦焊接过程运动学方程分析基础上,结合电模拟惯量技术,开发出了电模拟惯性摩擦焊接技术及设备. 结果表明,电模拟惯性摩擦焊接过程中各参数随时间的变化规律,以及惯量大小对焊接参数的影响规律,符合惯性摩擦焊接的一般规律. 相同惯量下,电模拟惯性摩擦焊接与机械惯量惯性摩擦焊接过程转速曲线变化趋势一致. 采用电模拟惯性摩擦焊接技术,所需惯量可以设定成大于系统基本惯量,也可以设定成等于或低于系统基本惯量,还可以补偿主轴机械摩擦阻力对焊接过程参数的影响.     

Study of the friction error for a high-speed high precision table

Friction is one of the important factors resulting in the contour error of feed servo systems for high-speed, high precision CNC machine tools. A mathematical model of a high speed high precision feed servo table with PID controlling has been established with consideration of friction effects. The friction can be calculated according to the sliding speed and the oil film between the two contact surfaces by using a two-component mixed friction model. The protrusion error occurring at the quadrant boundary in the circular motion is profoundly studied by means of numerical simulation and experiments under different work conditions, and the conclusion that the quadrant protrusion error lags with the rising of the feed rate is obtained. Comparisons between the simulation results and the experimental results demonstrate that with the mathematical model, the dynamics of high speed high precision servo feed systems under PID controlling can be accurately simulated, and the friction error and its characteristics in the course of feeding can be precisely predicted.