基于模糊和ＰＩ控制的ＭＩＧ焊接電源設(shè)計(jì)

2012年07月04日16:44:59 本網(wǎng)站我要評(píng)論(2)字號(hào)：T | T | T

龐清樂(lè)，王永強(qiáng)
山東工商學(xué)院信息與電子工程學(xué)院，山東煙臺(tái)

摘　　　要：針對(duì)模擬控制和單片機(jī)控制的脈沖ＭＩＧ（ＭｅｔａｌＩｎｅｒｔＧａｓ）弧焊電源控制系統(tǒng)靈活性差、控制精度低和可靠性差等缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于模糊和ＰＩ控制的ＭＩＧ焊接電源控制系統(tǒng)。為了提高焊接電流的控制精度，控制焊接電流的ＰＩ參數(shù)在一個(gè)周期的不同階段應(yīng)該是不同，所以該系統(tǒng)的焊接電流控制采用變參數(shù)ＰＩ控制方法。在不同焊接條件下的ＰＩ參數(shù)由專(zhuān)家系統(tǒng)確定。為了提高電弧弧長(zhǎng)的穩(wěn)定性，電弧電壓控制采用模糊控制方法。模糊控制和變參數(shù)ＰＩ控制算法分別由數(shù)字信號(hào)控制器（ＤＳＣ）和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（ＦＰＧＡ）實(shí)現(xiàn)。較后，介紹了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件流程。利用焊接鋁板對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，基于模糊和ＰＩ控制的ＭＩＧ焊接電源控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、可靠性高、弧長(zhǎng)控制穩(wěn)定。

關(guān)　鍵　詞：模糊控制；ＰＩ控制；ＭＩＧ焊接電源；ＤＳＣ；ＦＰＧＡ

１　引　言
弧焊逆變電源自２０世紀(jì)８０年代問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)了二十多年的逐步發(fā)展完善，目前逆變式弧焊電源已經(jīng)成為焊接電源的主流產(chǎn)品［１６］。脈沖ＭＩＧ焊以其軸向性好、飛濺小、焊縫成形美觀等優(yōu)點(diǎn)在焊接領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用［７８］。隨著ＥＤＡ技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，脈沖ＭＩＧ弧焊電源控制系統(tǒng)的數(shù)字化成了研究的熱點(diǎn)。國(guó)外學(xué)者對(duì)ＭＩＧ焊接電源的數(shù)字控制系統(tǒng)進(jìn)行了大量研究，如日本、奧地利和德國(guó)等國(guó)相繼推出了全數(shù)字ＭＩＧ焊機(jī)［９１０］。我國(guó)的數(shù)字化電源的研究起步較晚，主要集中在研究所和幾所高校中，如北京工業(yè)大學(xué)［１１］、上海交通大學(xué)［１２］、華南理工大學(xué)［１３］和蘭州理工大學(xué)［１４］等。為了進(jìn)一步提高焊機(jī)質(zhì)量，滿足ＭＩＧ焊接電源數(shù)字控制所需的實(shí)時(shí)性和控制精度，本文提出了基于模糊控制和變參數(shù)ＰＩ控制的ＭＩＧ焊接電源數(shù)字控制系統(tǒng)。

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