基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统

为解决双丝脉冲MIG焊两路脉冲同步、交替和随机三种相位输出的协同控制问题,采用32位的STM32F103ZET6建立基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统. 利用单一STM32芯片实现双丝脉冲MIG焊同步、交替和随机三种脉冲相位输出形式,用STM32内部集成的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)模块生成移相全桥软开关PWM信号,以软件方式实现主从机两台逆变电源PWM信号的直接数字化控制,从而实现主从机的高频逆变和低频脉冲波形调制. 结果表明,所设计的基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统满足设计要求,焊接过程稳定、焊接速度快、飞溅小、焊缝成形良好,能实现良好的双丝脉冲MIG焊工艺.     

基于ARM的精密逆变电阻点焊电源

微型电子元器件的焊接要求焊接电源响应速度快、系统稳定性好以及控制精度高。为进一步提高微型电子元器件的焊接质量,设计了一种基于ARM的精密逆变电阻点焊电源,该电源以STM32F103RCT6型ARM芯片为控制核心,通过调节脉冲宽度(PWM)调制占空比并结合增量式PI控制方案,实现对焊接电流大小的精密控制。详细介绍电流采样电路、真有效值转换电路、IGBT驱动电路及保护电路。试验证明,该电源控制系统稳定可靠、控制精度高,在微电子器件的焊接方面有较好的效果。     

超声辅助磨削专用电源的研制

超声辅助磨削要求超声电源具有稳定的高频输出特性及反应迅速的实时跟踪特性。针对传统超声电源工作频率低、输出功率低、跟踪速度慢等问题,利用STM32F103VET6控制器和直接数字频率合成（direct digital synthesize,DDS）技术,设计并实现专用于超声辅助磨削的具有高频率、高功率和高稳定性的超声电源系统,并采用基于模糊PID（proportion,integral,differential）控制器的频率自动跟踪方法,实现快速准确地频率自动跟踪。使用所设计的超声电源进行电学性能测试及超声辅助磨削加工验证试验,结果表明:所研制的超声辅助磨削专用电源在难加工材料磨削加工中运行良好。      

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.     

双向变体积式浮力调节装置及其控制技术研究

针对水下机器人作业时浮力及姿态变化,研制一种双向体积可变式浮力调节装置,以达到装置体积小且容积比大的要求。设计一种实验装置,验证该浮力调节装置的浮力及力矩变化符合预期目标。采用STM32ZET6单片机作为嵌入式控制系统主控制器,利用Visual Studio编写水面控制系统交互界面;以不同形式、不同频率的周期信号作为期望轨迹测试浮力调节装置跟踪性能,通过水池实验验证PID控制器的有效性。结果表明：浮力调节装置跟踪截止频率为1/30 Hz。     

双金属带锯条精密焊接电源的研制

双金属带锯条具有切削精度高、材料损耗低、工作效率高等优点,在金属切割领域中的应用日益广泛,市场需求不断增加。针对双金属带锯条焊接制造研制了一台精密焊接电源,它以32位微型控制器(ARM)芯片STM32F103RCT6为核心,通过STM32内部的脉冲调制模块经驱动电路生成IGBT控制信号,配合采样电路并利用增量式PI算法实现对电源输出的精准控制。介绍双金属带锯条精密焊接电源的主电路拓扑结构、工作原理以及电源控制系统软硬件设计。结果表明,该焊接电源设计合理,输出动态响应速度快、稳定性好、恒电流控制效果佳。     

交流逆变电阻缝焊电源的研制

针对传统工频交流缝焊电源存在的热效率低、过零时间长、容易发生热影响等问题,研制了一台微型交流逆变缝焊电源.该电源以32位微型控制器（ARM）芯片STM32F103RCT6为核心,通过STM32内部的脉冲调制模块生成逆变器开关信号,配合采样系统并利用PI算法实现对电源输出的精准控制.文中主要介绍了交流逆变缝焊电源的主电路结构、逆变器控制方式以及控制系统软硬件设计.结果表明,该交流逆变电阻缝焊电源设计合理,输出动态响应速度快,频率可调,稳定性好,恒流控制效果佳,适合微型件精密缝焊.     

STM32和51单片机寄存器映射原理异同分析

许多人在学习高性能单片机STM32时通常对其寄存器映射原理理解不透彻,会影响后续的寄存器编程和固件库编程,甚至会放弃对STM32单片机的学习。笔者认为其原因是没有将51单片机和STM32结合起来学习。文章以此为出发点,将STM32的寄存器映射原理,与51单片机的寄存器映射原理进行比较、分析,从而更好地理解STM32单片机的寄存器映射原理。     

一种逆变式超声焊接电源频率跟踪技术

作为一种材料加工方法,超声焊接技术的应用日益广泛.针对超声焊接过程中超声换能器谐振频率发生漂移的问题,提出了一种基于AT89S52单片机、脉宽调制(PWM)型控制芯片SG3525A和数字电位器的逆变式超声焊接电源频率自动跟踪技术.介绍了超声焊接电源主电路和频率跟踪电路的工作原理以及所用器件的功能,并给出了超声焊接电源频率跟踪子程序的流程.与传统电路相比,所设计的频率跟踪电路具有简单、新颖、实用等优点.     

基于FLEX 10K 的电弧喷涂电源及其VHDL程序的实现

本逆变电弧喷涂系统主电源采用全桥变换电路，使用FLEX 10K作为控制器，由其输出PWM驱动脉冲，经EXB841驱动IGBT。输出电压采用PI调节以补偿网压的波动，PI调节器由软件来实现，并具有过流保护功能，输出电流电压由FLEX 10K送出显示信号，使用结果表明：本系统输出稳定，调节性能好，控制方式灵活。     

Digital control system for pulsed MIG welding power based on STM32

Digital control system for pulsed MIG welding power based on STM32 is set up with 32-bit STM32F103ZET6 directing against the pulse waveform modulation of pulsed MIG welding. High-frequency inverter and medium-low frequency pulse waveform modulation of pulsed MIG welding are realized by using the integrated PWM module within STM32 to generate PWM signals of phase-shifted full-bridge soft-switching and constant-current control of output current is achieved by means of anti-windup PI control algorithm to improve the stability and reliability of control system. Experimental results demonstrate that the designed digital control system based on STM32 can achieve perfect pulsed MIG welding technique with stable welding process and good weld appearance, fully demonstrating the advantages of digital control based on STM32.     

基于DSP的数字化控制逆变式空气等离子切割电源研究

采用数字信号处理器DSP56F805,建立了逆变式空气等离子切割电源数字化控制系统.利用霍尔电流传感器检测电源输出电流,通过采样与A/D变换、数字滤波和PID控制实现了稳定的恒电流输出特性,并通过大林算法克服了数字PWM控制以及功率变换电路输出本身的延迟效应.此外,电源系统还采用Boost电路进行有源功率因数校正,输入EMI滤波电路滤除高频干扰,从而有效地提高了电源系统的功率因数和工作稳定性,以及数字化控制系统的抗高频干扰能力.实验结果表明,该数字化控制逆变式空气等离子切割电源切割过程稳定,切割质量良好.     

基于DSP的一体化双丝脉冲MIG焊数字波控研究

为改善双丝脉冲MIG焊的协同控制,在基于单一DSP芯片TMS320LF2407A控制下的一体化双丝脉冲MIG焊接系统的基础上,利用DSP内部集成的脉宽调制模块,以软件方式实现了主、从机两台逆变电源PWM信号的直接数字化控制,从而实现主、从机的高频逆变和低频脉冲波形调制,最终实现双丝脉冲MIG焊的波形控制.针对双丝脉冲MIG焊熔滴过渡过程的控制,通过改变焊接参数进行工艺试验.试验结果表明,基于DSP的一体化双丝脉冲MIC焊协同控制系统性能稳定,能有效实现两台弧焊逆变电源之间的协同控制,焊接性能好,稳定可靠.     

基于DSP控制的超声金属焊接电源

为了进一步提高超声金属焊接的可靠性与稳定性,针对现有模拟超声焊接电源频率跟踪性能差、焊接过程振幅不可调的缺陷,文中提出了基于数字信号处理器(DSP)控制的超声电源方案.通过采集压电换能器两端电压、电流相位差,利用增量式PI控制算法实现了焊接过程的频率跟踪;采用脉冲宽度调节的方式实现了焊接过程超声振幅大小的调节.结果表明,采用数字控制的超声电源,实现了焊接过程振幅的连续可调;负载突变时,0.32 ms时间内可以实现频率跟踪过程.     

基于SiC模块的脉冲变极性焊接电源研制

SiC功率器件具备开关速度快、开关损耗低、导通损耗小等优点,有利于进一步提升焊接电源的逆变频率、响应速度,实现电弧能量的精密化控制. 设计了一套脉冲变极性逆变焊接电源,主电路采用双逆变结构,前级高频逆变电路采用SiC模块,后级低频调制逆变电路采用绝缘栅双极型晶体管 IGBT模块;设计了SiC模块驱动电路,实现了快速短路保护及米勒钳位;设计了基于ARM的全数字化控制系统,实现了PWM (pulse width modulation)以及输出电流波形的数字化控制.研制的脉冲变极性焊接电源逆变频率达到100 kHz,额定输出电流为500 A,可实现规整的脉冲变极性波形输出.结果表明,研制的基于SiC模块的脉冲变极性焊接电源能够实现稳定的焊接流程,可通过波形参数的调整有效控制焊接热输入量,获得良好的镁合金焊缝成形.     

基于DSP的逆变点焊电源软开关PWM控制策略研究

基于数字信号处理器(DSP)的软开关和控制技术已成为逆变焊接电源领域的研究热点.分析了零电压开关PWM逆变点焊电源和死区时间设置的工作原理,阐述了DSP比较单元的工作原理和利用DSP产生PWM方波的方法.利用C语言设计完成了DSP实现PWM信号输出与时序控制的软件.结果分析表明,移相PWM控制模式可保证逆变桥斜对角开关管错开关断,从而满足逆变点焊电源零电压开关的时间条件.对DSP相关寄存器赋值输出移相PWM方波以及符合要求的死区时间,实验证明,PWM方波可以满足零电压软开关逆变点焊电源逆变桥功率管的驱动时序要求.     

一种新型逆变式感应钎焊电源频率自动跟踪技术

针对感应钎焊过程中谐振频率不断变化的问题，在常规以SG3525A为控制核心的逆变电源基础上，设计了一套基于PI调节的谐振频率自动跟踪技术。该技术充分利用了SG3525A芯片的功能，具有跟随速度快、频率跟踪准确、电路设计简单、工作可靠等优点，同时简化了串联谐振电源的起动方法，并对该技术的工作原理、电路设计以及实验结果等作了详细的分析和介绍。