GMAW系统电流与弧长的滑模变结构控制仿真

在分析熔化极气体保护焊(GMAW)的基础上,建立电流及弧长的非线性数学模型.应用基于微分几何的反馈线性化方法,将GMAW过程电流及弧长模型同胚映射为等价的线性系统,使复杂的非线性控制问题转化成简单的线性系统的控制问题,使控制器设计的复杂程度降低,控制效果明显优于对非线性系统的直接控制.把滑模变结构控制方法应用于焊接电流及弧长的控制中,Matlab仿真结果表明,该方法可以满足焊接中电弧弧长的精确控制,同时,对系统参数摄动和外部扰动具有较强的鲁棒性.     

Fuzzy-P控制超声传感埋弧焊焊缝的跟踪系统

研制了一种非接触超声传感埋弧焊焊缝跟踪系统。介绍了新型的超声波传感器的工作原理,在焊缝跟踪系统中引入了自调整比例因子Ｆｕｚｚｙ－Ｐ控制理论。在理论分析和试验的基础上,设计了焊缝跟踪Ｆｕｚｚｙ－Ｐ控制器的硬件及软件,提高了系统的响应速度和跟踪精度。     

大电阻介质下的铝合金电阻点焊

在介绍大电阻介质材料的制备及其在铝合金点焊中的应用方法的基础上,以LF21防锈铝合金点焊为例,经金相试样分析及扫描电镜分析,对比研究了在不同的焊接电流下,应用介质材料与未应用介质材料时的熔核形貌、缺陷及组织.结果表明,未加入大电阻介质的点焊熔核均出现气孔和未熔合缺陷;而加入大电阻介质,形核效果良好,有个别小气孔但未出现影响焊点力学性能的未熔合缺陷.此外,加入大电阻介质降低了对焊件表面质量的要求,从而提高了铝合金点焊质量的稳定性;可降低焊接电流,导致较低的电极温度从而提高了电极寿命.     

焊缝跟踪FUZZY－P控制规则的研究

介绍了一种非接触超声传感焊缝跟踪系统。该焊缝跟踪系统采用了Fuzzy－P控制理论,即在大偏差时采用比例控制,在小偏差时采用自调整模糊控制。研究了Fuzzy－P控制的阈值和比例控制的规则。介绍了自调整模糊控制的原理,提出了焊缝跟踪中的双因数自调整模糊控制方法。在试验的基础上确定了双因数的数值。应用公式法生成了模糊控制规则表。同时分析了自调整模糊控制中的比例系数对系统动态特性的影响。通过试验确定了该系统中的比例系数的数值。试验证明,该跟踪系统具有快速、准确、稳定的特点,完全能够满足实际工程应用的需要。     

铝合金点焊前期温度场特征的研究

铝合金点焊是一个高度非线性的力、热、电相耦合的复杂过程,其接触电阻同时具有分布上的随机性和变化上的高度非线性双重特征。在深入分析铝合金点焊电接触特点的基础上建立了一种新的接触电阻数学模型,并利用该模型对其点焊加热前期的温度场进行了数值模拟。结果表明,在通电的第一个1/4周波内,温度场分布极不均匀,电极的烧损与飞溅等缺陷主要发生在这一阶段;在第一个半波内,熔核已经基本形成;结果还表明,在铝合金的点焊中,电极的局部烧损与粘连是很难避免的。     

基于轨迹可达性的盾构机焊接工作站结构优化

文中从机器人焊接工件时的轨迹可达性入手,通过模拟仿真方式分析了盾构机零部件工作站结构的布局问题,并进行机器人焊接工作站优化,实现了大部分零部件的焊接生产,凸显了机器人焊接的柔性化,证明了通过模拟仿真可以实现机器人焊接工作站布局优化,为机器人焊接工作站的设计及生产提供指导。     

基于Hammerstein模型的GMAW-P焊接熔深自适应预测控制

针对脉冲熔化极气体保护焊(Pulsed gas metal arc welding,GMAW-P)过程中焊接熔深的实时控制,使用脉冲峰值期间的电压变化幅值(ΔU)来表征焊接熔深变化,并且通过测量和控制ΔU的大小来间接达到熔深控制的目的。建立了以ΔU为输出和脉冲基值电流为输入的单输入单输出熔深控制系统。系统输入输出之间的静态关系模型显示该熔深控制系统具有一定非线性,因此,采用加入干扰的Hammerstein模型描述该非线性系统。在基于该Hammerstein模型的经典预测控制算法基础上,在控制过程中加入递推最小二乘法在线辨识模型参数,从而实现焊接熔深自适应控制。控制算法仿真和实时焊接试验表明该熔深控制算法能够较好地实现GMAW-P焊接过程中的熔深控制。变散热试验结果验证了该控制算法的有效性和适应性。     

基于DSP的脉冲MIG焊数字控制系统的建模与仿真

为实现一脉一滴熔滴过渡,采用了双阶梯外特性和脉冲MIG焊电参数控制策略.构建了基于DSP(digital signal processor)的脉冲MIG焊数字控制系统模型.建立了控制系统的仿真模型.借助MATLAB对控制系统进行了仿真研究,得到了数字控制器的最佳参数范围.进行了脉冲MIG焊数字控制器的仿真试验.结果表明,所设计的数字控制器可以实现电弧电压、焊接电流的实时准确快速调节,能够实现脉冲MIG焊双阶梯形外特性和熔滴过渡的控制.     

Metallographic structure analysis of DC pulsed SAW joint

Submerged arc welding （SAW） has shortcoming of over heat input, which increases grain size in heat-affected zone （ HAZ） and decreases welding quality and mechanical properties of the joints serioasly. With improvements of welding equipment, direct current （ DC） pulsed SAW （ PSAW） was utilized successfully in the research. Comparing DC PSAW with DC common SAW （ CSAW） , the metallographic structure was analyzed with optical and electron microscope, the width of HAZ was measured as well as the width and hardness of the coarse grained HAZ （CGHAZ）. The research shows that DC PSAW joint had higher welding penetration, narrower HAZ and CGHAZ, which benefited HAZ performance and welding quality.     

图象处理法快速诊断电弧等离子体的研究

本文用红外摄象法摄取电弧图象,将图象信息经A/D转换接口送入微计算机进行图象处理,获得电弧温度场。同时利用微机伪着色处理技术将电弧光强分布图及温度场显示在彩色屏幕上。现场获取信息仅需2～3秒钟。实验表明,本方法快速、简便、准确、直观,特别适用于现场实时测试。