基于dsp与mcu数字控制埋弧自动焊系统研究

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1、上海交通大学硕士学位论文基于DSP与MCU数字控制埋弧自动焊系统研究姓名：刘伟申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：吴毅雄;华学明20060101上海交通大学工学硕士论文摘要基于DSP与MCU数字控制埋弧自动焊系统研究摘要埋弧自动焊做为最早获得应用的机械化焊接方法在工业中应用非常广泛而今焊接系统的数字化是焊接技术的重要发展方向针对埋弧自动焊自身结构特点和焊接工艺要求本文提出一种基于双DSP(TMS320F240)与MCU(AT89C52)数字控制埋弧自动焊系统的设计方案采用模块化设计思想该系统分三大模块电源控制模块完成对焊接电源外特性的闭环控

2、制电动机调速模块完成对行走电动机及送丝电动机的闭环控制系统监控和管理模块主要负责人机交互系统专家系统通信打印焊接过程参数实时显示等模块间通过串行通信进行数据交互埋弧焊电源控制系统以DSP数字信号处理器为控制核心电源主电路为三相全桥可控硅整流电路采用数字触发技术通过基于规则的数字PI控制算法获得恒流恒压陡降和缓降四种输出静特性并且设计出一套相序识别与自适应算法解决了整流电路中可控硅触发的相序问题针对埋弧焊焊接过程中的两种电弧控制方法本文进行了送丝与行走机构数字控制器的设计送丝与行走机构采用直流电动机驱动仍以DSP为控制核心送丝电动机控制系统通过数字PI

3、控制器分别进行电枢电压反馈与电弧电压反馈的闭环控制实现匀速与变速送丝行走电动机控制系统进行电枢电压反馈闭环控制实现匀速行进人机交互系统的控制核心为MCU设计了一套多机串行通信系统用于电源模块电动机调速模块与系统监控和管理模块的数据交换通过该通信系统可以实现焊接参数的预置保存焊接过程参数的实时显示故障信息的显示等等系统软件设计也采用模块化设计思想根据各个模块功能划分包括采样触发通信起弧收弧故障保护等等焊接试验证明所设计的基于DSP与MCU数字控制埋弧自动焊系统工作稳定可靠操作简单能够很好的满足各种焊接工艺性能关键词埋弧自动焊DSPMCU数字PI控制多机

4、串行通信I上海交通大学工学硕士论ABSTRACTRESEARCHOFDIGITALCONTROLSUBMERGEDARCWELDINGSYSTEMBASEDONDSPANDMCUABSTRACTSubmergedArcWelding(SAW)istheearliestmechanizedweldingmethodandiswildlyusedinindustry.Atpresent,digitalweldingsystemisthemaindevelopmenttendencyofweldingtechnology.Accordingtothecha

5、racteristicofstructureandtherequirementofweldingprocedureforSAW,thispaperproposesadesignofadigitalcontrolSAWsystembasedondualDSPs(TMS320F240)andMCU(AT89C52).Adoptingmodulardesignconcept,thissystemisdividedintothreemodules:powersourcecontrolmodule,whichcompletestheclosedloopcont

6、rolofexternalcharacteristicofweldingpowersource;motorspeedregulatingmodule,whichcompletestheclosedloopcontrolofwirefeedermotorandtravelermotor;systemmonitorandadministrationmodule,whichisincludingthefunctionofhuman-machineinteractivesystem,expertsystem,communication,printing,th

7、ereal-timedisplayofparametersinweldingprocessandsoon.Datareciprocationamongthreemodulesisusingserialcommunication.DSPisusedasthecontrolcoreofthedigitalcontrolsystemofpowersource.Powermaincircuitisthree-phasefull-controlbridgethyristorrectifierandadoptsdigitaltriggertechnology.T

8、hroughdigitalPIcontrolalgorithmbasedonregulation,thewe