基于双处理器的脉冲mig焊电源数字化控制系统的研究

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1、摘要与直流熔化极氩弧焊相比，脉冲熔化极氩弧焊具有电流调节范围广、热输入量可控性好以及有利于实现全位置焊接等一系列优点，因此被广泛应用；数字化控制具稳定性好和控制精度高以及控制灵活、易于实现柔性化控制等优点。将数字化技术用于控制脉冲熔化极氩弧焊，近年来得到了学术界的高度关注。为此，本文以单片机(MCU)和数字信号处理器(DSP)为控制核心，在理论分析的基础上进行了脉冲MIG焊的电源数字控制系统的研究。本课题首先分析了脉冲MIG焊的熔滴过渡行为，提出了相应的控制方案，采用了双阶梯型电源外特性。以MCU+DSP为核心，构建了脉冲MIG焊电源数字控制系统的模型，并进行了数字化逆变焊接

2、电源的控制系统的硬件设计，包括电流、电压采样电路设计及双路PWM输出隔离电路设计等；建立了弧焊电源及其控制系统的数学模型以及仿真模型，借助MATLAB对控制系统进行仿真研究，得到了数字控制器的最佳参数范围；采用CCS编程环境，编写了脉冲MIG焊主程序、引弧子程序、收弧子程序、正常焊接子程序、PI控制子程序等。在单脉冲MIG焊基础上，本课题分析了双脉冲波形特点，并进行了双脉冲MIG焊程序设计。实验表明，本文设计的数字控制系统具有很好的实用性，其输出的PWM控制信号能够实现脉冲MIG焊双阶梯形外特性和对脉冲波形的控制。关键词：脉冲；DSP：MCU；MIG；数字化焊接电源：双处理器

3、ABSTRACTPulsedMIGWeldingiswidelyusedintheindustry．ComparedwithDirectCurrentMIGWelding，PulsedMIGWeldinghasmanyadvantages，suchaswiderangeofcurrent，controllableheatinputandfullpositionavailability。Digitalcontrolisflexibleandhasbetterstabilityandhigherprecision．DigitaltechnologyusedtocontrolPul

4、sedMIGWeldinghasbecomethefocusofacademia．Therefore，thispaperisaimingatDigitalControlSystemrese．archthroughtheoreticalanalysisbasedonMCUandDSP．OnthebasisofdroplettransferanalysisinPulsedMIGWelding，thecorrespondingcontrolisbroughtandthedouble—Lpoweroutputcharacteristiccontrolisdesigned．Digita

5、lcontrolsystemmodelofPulsedMIGWeldingissetupandthehardwareofweldingpowersourcecontrolsystembasedonMCUandDSP,includingcurrentfeedbackcircuit，voltagefeedbackcircuitanddoublePWMoutputisolationcircuit．Besides。thenumericalsystemmodelandthemodelforsimulationarebuilt．Optimalparametersrangeisobtain

6、edbyMATLABsimulation．InCCSprogrammingenvironment，themainprogramofPulsedMIGWeldingisprepared，aswellastheprogramofarcprocedure，arcsubroutine，normalweldingandPIcontr01．Thecharacteristicsofdual．pulseweldingisanalyzedandthedual—pulseMIGWeldingprogramisdesignedonthebasisofsinglePulsedMIGWelding．E

7、xperimentsindicatethatthedigitalcontrolsystemhasfinepracticabill气ty．Thewholesystemisabletoachievethedouble—Lpowerompmcharacteristiccontrolanddropletstransitionmodecontr01．Keywords：Pulse，DSP,MCU，MIG,Digitalweldingpower,Dual‘processor独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导