铝合金脉冲MIG焊焊丝伸出长度视觉检测控制

针对铝合金脉冲MIG焊过程焊丝伸出长度的视觉控制进行了研究.设计了基于视觉传感的焊丝伸出长度模糊PID闭环控制系统,采用基于xPC的实时目标环境,建立了铝合金脉冲MIG焊快速原型的控制平台,并进行了铝合金脉冲MIG焊焊丝伸出长度视觉控制试验.结果表明,在铝合金脉冲MIG焊过程中,视觉传感的方法能够满足焊丝伸出长度稳定性...     

基于动态PLS框架的铝合金脉冲MIG焊解耦控制设计及仿真

针对铝合金脉冲MIG焊中存在的多变量强耦合、难建模等特点,利用动态PLS控制框架在解耦、建模等方面的优势,将多变量的控制转换成为多个单回路的控制,并对各控制回路单独进行PID控制器设计.介绍了动态PLS建模及基于动态PLS建模框架的控制器设计的结构与特点,并将该控制器设计方法引入到铝合金脉冲MIG焊中,并进行仿真试验.仿真验证采用动态PLS框架的控制器设计方法能获得满意的动态和稳态特性,并可应用于其它焊接过程,为基于数据驱动的动态建模控制方法在复杂焊接过程中的应用奠定了基础.     

双弧脉冲MIG焊嵌入式控制系统设计及试验分析

双弧脉冲熔化极惰性气体保护焊(dual-arc pulsed MIG welding)是一种低能量输入的焊接方法,针对其过程中存在的主旁弧脉冲电流波形匹配以及耦合电弧稳定性的问题,分析并提出了以高性能数字信号处理器(DSP)为控制核心的嵌入式控制策略. 在此基础上,进行了双弧脉冲MIG焊嵌入式控制系统的软硬件设计,可以通过编程灵活实现脉冲电流波形的时序控制和焊接过程控制的各种算法,并进行了铝合金-镀锌钢平板堆焊试验,在较低能量输入时得到了良好的焊缝效果. 结果表明,该系统能够满足双弧脉冲MIG焊的控制要求,保证焊接过程的稳定进行,焊接效果良好.     

铝合金P-MIG焊稳定性近似熵神经网络预测

通过对不同焊接过程的电压信号进行近似熵计算与分析,得到了能够反映焊接过程稳定性的不同工艺参数与近似熵值的匹配模型和样本数据.在此基础上提出了运用广义回归神经网络(GRNN)对电弧电压信号近似熵进行预测的方法进而对铝合金脉冲MIG焊过程稳定性进行了识别.介绍了铝合金脉冲MIG焊过程稳定性近似熵广义回归神经网络预测模型的结构和算法,并对样本数据进行了预测试验.结果表明,该神经网络电弧电压近似熵预测的平均误差为9.08%,准确率为90.92%,满足用来评价铝合金脉冲MIG焊接过程稳定性的精度要求.     

九点控制器对铝合金MIG焊熔宽控制的仿真

针对铝合金MIG焊过程的复杂性,采用近年来发展起来的一种新型智能控制器-九点控制器,设计了动态控制铝合金MIG焊熔池宽度的控制系统,并对其结构和原理进行了分析.为了对比九点控制器的性能,在已建立的脉冲电流占空比与正面熔宽的阶跃响应模型的基础上,分别利用PID、模糊控制器和九点控制器对铝合金MIG焊接过程中熔池宽度控制进行了仿真研究.结果表明,九点控制器在保证控制精度的同时,具有较好的稳定性和鲁棒性,为实现铝合金MIG焊熔宽的控制提供了基础.     

脉冲MIG焊过程多信息检测、融合分析及解耦控制

针对脉冲MIG焊过程中,焊接参数匹配范围窄、参数间耦合作用强、焊接过程不稳定及焊缝成形差等关键问题,以铝合金脉冲MIG焊为例,进行了多信息传感检测、融合分析及过程建模仿真。在此基础上,成功实现了双变量解耦控制,焊接过程稳定,焊缝成形美观,有效提高了焊接质量。     

基于动态模糊神经网络的铝合金脉冲MIG焊接过程解耦控制分析

针对铝合金脉冲MIG焊接过程参数间强耦合、不稳定等关键问题,在介绍DFNN结构、学习算法基础上,设计了基于D-FNN的解耦控制器,并对同步、非同步与加干扰脉冲输入信号下分别对以脉冲电流占空比、送丝速度为输入量,以焊丝伸出长度(干伸长)、焊缝正面熔宽为被控量的铝合金脉冲MIG焊多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)过程进行了动态解耦控制仿真研究,仿真结果表明,D-FNN控制器能够实时进化规则,动态调整学习因子,实现了MIMO过程的完全解耦,满足焊接实时控制要求且具有快的响应速度、较好的鲁棒性,为铝合金脉冲MIG焊MIMO过程稳定焊接提供了一种新型的实时解耦控制方法.     

铝合金脉冲MIG焊动态过程辨识

针对铝合金脉冲MIG焊熔池动态过程,设计了阶跃响应试验,利用曲线拟合法对基值电流、送丝速度与熔宽的模型分别进行了辨识,分析了基值电流、送丝速度对熔宽的影响规律,为铝合金脉冲MIG焊过程控制提供了理论依据.     

基于快速原型开发平台的铝合金脉冲MIG焊弧长控制

针对铝合金脉冲MIG焊接过程中电弧不稳定的情况,采用快速原型脉冲MIG焊电源开发平台进行弧长控制,并采用调节脉冲占空比和脉冲频率弧长控制方案,以平均电弧电压变化为反馈信号,设计了脉冲MIG焊电源开发平台过程的控制模块,进行铝合金脉冲MIG焊弧长的实时控制试验。结果表明,该控制系统具有良好的动态性能、抗干扰性能和稳态精度,可以快速、有效地控制弧长,焊接过程稳定,焊缝成形良好。     

铝合金脉冲MIG焊熔宽控制系统仿真

利用熔池图像视觉传感系统和相应的图像处理算法建立脉冲电流占空比与正面熔宽的阶跃响应模型，在熔宽变化给定量分别为3、4和5mm的情况下对模糊控制器和遗传算法优化的PID控制器的控制效果进行仿真。仿真结果表明：为了使PID控制器取得最佳控制效果在不同误差条件下需采用不同的参数，而模糊控制器在结构和参数不变的情况下对不同误差均可得到良好的控制效果。该研究结果为铝合金脉冲MIG焊熔宽控制系统的设计提供了理论依据，实验表明控制系统工作有效。     

铝合金脉冲MIG焊熔宽动态过程的视觉传感辨识

针对铝合金脉冲MIG焊过程,建立了熔池图像检测视觉系统,利用形态学方法去除了图像信号中的噪声、阴极雾化区等影响熔池特征提取的部分,获得了满意的熔池边缘图像,可以对熔池形状信息进行动态检测.在此基础上,设计了阶跃响应实验,利用曲线拟合法对基值电流、送丝速度、脉冲电流占空比与熔宽的模型分别进行了辨识,分析了基值电流、送丝速度和脉冲电流占空比对熔宽的影响规律,为铝合金脉冲MIG焊过程控制提供了理论依据.     

铝合金脉冲MIG焊接弧长控制系统

针对铝合金脉冲M IG焊接过程中的弧长稳定性问题,建立了弧长控制系统模型,设计了基于比例切换函数的滑模控制器,并采用基于xPC的实时目标环境,建立了铝合金脉冲M IG焊接快速原型的控制平台.利用MATLAB/SIMULINK进行了弧长控制仿真分析,在建立的快速原型控制平台基础上,进行了铝合金脉冲M IG焊接弧长控制试验...     

双弧脉冲MIG焊专用电源设计及试验分析

双弧脉冲MIG焊是一种低能量输入焊接方法,其原有的双电源供电系统结构复杂、协同控制困难、易受干扰. 为此提出了双弧脉冲MIG焊一体化专用电源的设计思路,将主弧和旁弧两路脉冲电流使用同一控制系统进行统一协调控制. 设计了基于有限双极性全桥逆变的主电路和基于DSP2812的控制电路,搭建了一体化专用电源系统整体模型,并通过仿真验证了其可行性. 在此基础上,利用设计的专用电源原型机进行了铝钢低能量焊接工艺试验. 结果表明,一体化专用焊接电源能够满足双弧脉冲MIG焊低能量焊接的要求,在低能量输入下可以获得较好的焊接效果.     

YAG激光与脉冲MIG复合焊接

研究了YAG(掺钕钇铝石榴石 ,Nd 3:Y3Al5O1 2 )激光与脉冲MIG电弧复合焊接铝合金的新工艺 ,设计制造了复合焊接机头 ,探讨了各种规范参数对焊缝成形的影响规律及激光与电弧的复合作用。结果表明 ,在比较宽的参数范围内YAG激光 -脉冲MIG复合焊接铝合金焊缝成形美观 ,无气孔等缺陷 ,熔深与激光单独焊比增加 4倍 ,与脉冲MIG焊接比增加 1倍以上 ,焊速显著提高 ,是一种理想的焊接工艺。     

正弦波与双脉冲MIG焊薄片铝合金方法对比研究

针对铝合金焊接控制参数的优化、鲁棒性以及焊接过程稳定性等问题,尤其是薄片铝合金易焊穿等难题,本文通过引入时间振幅系数ks、电流振幅系数kAt降能系数kt、强脉冲群降能系数(k)、弱脉冲群降能系数(k)及电流增强系数k1等,分别建立了非对称正弦波调制脉冲MIG焊和双脉冲MIG焊的通用参数关系式,并分别时厚1mm的薄片铝合金进行了焊接试验,验证了其可行性.试验对比表明:双脉冲MIG焊方法可以参照非对称正弦波调制脉冲MIG焊方法选定参数,但前者比后者有明显的劣势,因其焊接工艺参数取值要求准确严格,以致其偏差范围要求过小,鲁棒性差,不易操控等.所建立的通用参数关系式及其可行性试验,为研制能稳定进行薄片铝合金焊接的高性能焊接设备提供了新的理论与试验基础.     

基于近似熵铝合金脉冲MIG焊过程稳定性分析

为确定铝合金脉冲MIG(P-MIG)焊过程稳定性,根据近似熵的理论,对铝合金脉冲MIG焊中的电压信号进行近似熵分析,通过对不同焊接速度、送丝速度与占空比的焊接工艺参数下的电压信号近似熵的计算与比较.结果表明,利用电弧电压信号的近似熵分析可以衡量铝合金脉冲MIG焊接过程稳定性,平均近似熵值小,标准方差小,其焊接过程比较稳定;平均近似熵值大,标准方差大,其焊接过程不稳定.     

基于脉冲电流参数的铝合金脉冲MIG焊过程控制

铝合金脉冲MIG焊弧长稳定性直接影响焊接过程稳定性及焊缝成形,为使其焊接过程稳定,获得高质量焊缝,通过焊接工艺试验研究了脉冲电流参数变化对弧长稳定性的影响规律,建立了铝合金脉冲MIG焊弧长与脉冲电流参数间的动态变化数学模型,并利用Matlab/Simulink软件进行了弧长对脉冲电流占空比、脉冲电流频率变化的动态响应仿真分析,同时进行了控制脉冲电流占空比、频率来稳定弧长的平板堆焊工艺试验研究.结果表明,所建立的数学模型能很好地反映铝合金脉冲MIG焊过程,通过调节脉冲电流占空比、频率参数可实现铝合金脉冲MIG焊稳定焊接,获得成形美观的焊缝.