基于dsp的埋弧焊电源控制系统设计

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要埋弧焊由于具有较高的生产率，优良的焊接质量以及较好的劳动条件等诸多优点，已在船舶、能源、机械等工业部门得到广泛应用。目前，埋弧焊焊接电源仍采用模拟电路控制方式，控制电路复杂、控制柔性化差，功能扩展不便。本文根据埋弧焊焊接电源目前遇到的问题，决定用数字化控制系统代替原有模拟控制系统。采用TI公司的TMS320F2812DSP芯片作为焊接电源控制核心，利用片上的12位A／D采集霍尔电流传感器得到的焊接电流信号，并对采集的信号进行FIR滤波，以避免高频干扰对数字控制器产生影响。设计并制作调理电路板，配合DSP的片上PWM模块实现D／A转换，并采用IQ

2、math库函数对所设计的D／A进行测试。D／A转换输出的模拟控制量与锯齿波同步信号比较得到主回路的晶闸管触发信号。控制策略采用积分分离式PID，避免积分饱和造成控制器工作状态不稳定。通过程序保证高的空载电压，便于引弧；并通过板上的LED灯闪烁实现焊接状态的指示，硬件和软件都加入了防干扰的措施。在设计过程中采用Multisim8软件辅助电路设计，利用Matlab的工具箱得到了FIR滤波器的滤波系数并进行PID参数整定。调试结果表明，设计的数字化埋弧焊电源控制系统实现了设计要求的功能，得到了具有下降特性的埋弧焊焊接电源。关键词：埋弧焊；数字化；DSP；IOmath西南交通大学硕士研究生学

3、位论文第1I页AbstractSubmergeArcWelding(SAW)iswidelyusedinmanyindustryfieldssuchasshipbuilding，energysourceandmechanismbecauseofitshighproductivity,excellentweldingquality,andcomfortworkingcondition．．Atpresent，submergedarcweldingpowersourceisstillthewaytocontroltheuseofanalogcircuit，controlcircuitcom

4、plexitMpoorcontrolofflexible，functionalextensionoftheinconvenienceInthispaper,accordingtothecurrentproblemsaboutsubmergedarCweldingpowersource，decidedtousedigitalcontrolsystemtoreplacetheoriginalanalogcontrolsystem．ItusedTrsTMS320F2812DSPchipasthecoreofweldingpowercontrol，andacquiredthefeedback

5、weldingcurrentsignalusingHall-currentsensorbyon—chip12-bitA／D．TheacquisitionsignalhasbeenfilteredbytheFIRfiltertoavoidtheimpactofdigitalcontrollerfromhighfrequencyinterference．Itdesignedandproducedthecircuitboards，workingwiththeDSPon-chipPWMmoduletoachieveD／Aconversionfunction，andtestedtheboard

6、bytheIQmathlibraryTheanalogcontrolvolumeoutputtingbyD／Aconversioncomparedwiththesawtoothsyncsignaltogeneraemaincircuitthyristorstriggersignals．ControlstrategywasthealgorithmofintegralseparationPIDtoavoidtheintegralsaturationtomakethecontrollerinstability．ItWaseasytoignitethearCbythecertainproce

7、durestoensurethehighno-loadvoltage，andtheLEDlightsflickerontheboardshowedtheweldingstate．Bothhardwareandsoftwarehavejoinedtheanti．interferencemeasures．Duringthedesignprocess，itusedtheMultisim8toaidthecircuitdesign，gottheFIRfilterc