高频高压电子束焊机电源的研制

传统的工频整流式电子束焊机高压电源体积和重量均很大,输出电压电力的控制动态误差大、效率低、谐波严重.基于高频斩波的电子束技术,我们研制了我国第一台60kV/6kW的全数字逆变式电子束焊机高频高压电源样机.该电源采用20kHz高频斩波调压技术,以IPM模块为全桥逆变元件,实现了高压电源的高频小型化.控制系统采用数字信号处理器（DSP）、复杂可编程逻辑器件（CPLD）等芯片组成电路,实现了电源的自动调节、过压过流保护及高压自放电快速恢复功能.用该电源系统取代电子束焊机原有的高压电源进行焊接试验,测试表明,该电源的各项性能指标均已达到设计目标,并满足焊接工艺的实际要求.     

数模转换技术在电子束焊机控制系统中的应用

根据电子束焊机控制系统的要求，利用数模转换技术实现了对电子束焊机各主要系统的控制．对电子束焊机的高压控制系统、束流控制系统和工作台运动控制系统的特点进行了分析，提出用PLC的特殊功能模块技术设计系统控制软件．硬件采用FX2N-128MT为中央控制系统实现对整机设备的控制．设备运行表明：设计的硬件和软件工作可靠，符合电子束焊接工艺的需要．     

基于PSO的WNN-PID自适应控制器在X光机高压电源中的应用

针对X光机应用技术要求,分析了X光机高压电源内部结构,结合小波神经网络控制技术,设计了基于粒子群算法（PSO）的小波神经网络PID（WNN-PID）自适应控制器,并应用于X光机高压电源,通过与其它控制器对比,证明了该控制器具有更好的控制性能。     

DLF神经网络在多变量非线性系统中的设计与应用

为了克服PID控制器和一般神经网络的缺点,探讨了基于DLF神经网络控制器在多变量非线性系统的应用,并与传统的PID控制器和一般神经网络的控制效果进行了比较.结果表明,DLF神经网络控制器对多变量非线性系统具有训练速度快和较强的解耦能力.     

全数字逆变电源IIR Butterworth数字滤波

提出了一种改进的Butterworth滤波方法,能够对逆变焊机副边反馈电流进行有效的滤波,使电流型PWM控制器能够在强干扰、高电压和大电流的恶劣环境下高速稳定地工作。首先对信号进行快速傅里叶变换,得到有用信号和噪声的频谱分布。在综合考虑了FPGA硬件实现处理速度后,设计了IIR Butterworth滤波器,结合移动中值平均滤波的方法改善了单纯Butterworth滤波器启动速度和给定变化较大时跟踪速度慢的缺点。仿真和实验结果表明,滤波器具有很好的滤波效果,较小的相移,动态响应快,能够保证逆变焊机精确可靠地工作。     

高压电子束焊机控制系统的研究与研制

研究、整理、消化十五万伏电子束焊机的资料,掌握维护十五万伏电子束焊机的资料.我们分析研究该设备控制系统的结构、工作过程,研究CNC系统、PLC系统、监控系统、控制系统之问关系.消化控制程序和电气图纸,整理出资料、并测绘、研制国产化控制板.在无资料的条件下整理出一套电气图纸,以备修理使用,使设备永远处于良好的状态.     

棒线材无头轧制虚拟样机及控制策略的研究

为了研制出适合我国国情的具有自主知识产权的棒线材无头轧制系统,对棒线材无头轧制系统的组成及工作机理进行了分析和研究,建立了一套棒线材无头轧制系统虚拟样机,设计了基于PROFIBUS总线的棒线材无头轧制控制系统,提出了基于同步误差补偿的焊机移动控制的控制策略,并用单神经元复合控制器结合人工免疫调节机制对该系统闪光焊机的移动控制进行了仿真.仿真结果表明:单神经元复合控制可以有效地提高焊机对轧制坯的同步跟踪精度,人工免疫反馈机制可显著增强焊机的抗干扰能.     

Lur''''e系统的H∞容错控制研究

针对一类不确定Lur'e系统,设计了可靠H∞控制器.通过用凸多面体不确定性描述控制表面故障,建立了一种包含执行器故障与传感器故障的故障模型,得出基于线性矩阵不等式(LMI)的可靠H∞控制存在的充分条件,并提出了可靠H∞控制器的设计方法,通过求解LMI实现反馈控制器的设计.理论分析表明,该控制器保证了当所有控制元件运转正常或者部分控制元件出现故障时闭环系统具有渐近稳定性和可靠H∞性能.数值仿真例子验证了该控制器理论上的可行性.     

基于PLC技术的多功能焊接控制器的研究

在焊接产品的生产中,使用多功能焊机将在减少生产设备投入,降低设备闲置率,减少产品转运环节等方面取得优势。受系统的配置和增益由阻容网络等硬件参数限制,目前市场上多功能焊机所兼容的焊接工艺方法较少。针对这一问题,分析了常用的几种弧焊工艺的设备要求和工艺要求;设计PLC控制程序;制作了多功能焊接控制器。实现以普通弧焊电源为基础设备,控制器面板上进行多功能切换的多功能焊接功能输出,具备手工电弧焊、氩弧焊、等离子弧焊等9种工艺控制的焊接控制器,方便可靠地实现了焊接设备的多功能化,为传统焊接设备的多功能改造提供了一种简单可靠的方案。     

热压焊机焊接温度控制的仿真与实验

针对热压焊机的温度控制问题,进行了数字控制器的设计与验证.先通过系统辨识建立电阻式加热器的温升动力学模型,然后根据动力学模型以及加热器的性能指标设计数字控制器,并以计算机控制方式实现.在控制器设计中,针对电阻式加热器的非线性温升特性,采用静态非线性变换将温度控制器设计转变为线性系统的控制问题,并设计最优控制器.仿真及实验结果表明,该温度控制系统达到了设计要求.