浅议基于专家系统的管道全位置自动焊接控制系统研制

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1、兰州理工大学硕士学位论文基于专家系统的管道全位置自动焊接控制系统研制姓名：王彦庆申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：张爱华20100401硕十学位论文摘要随着管道工业的不断发展，管道焊接的工作量日益增大，同时，对焊接质量、焊接效率和焊接成本的控制的要求逐步提高。因此，开发能够适用于野外的自动焊接装备从而提高管道焊接的质量和效率是十分必要的。本文研究了一种基于专家系统的全位置自动焊接系统，主要从专家系统的构建和控制设计方案两个方面进行研究，实现了上下位机之间的通讯和下位机对两个直流伺服电机的控制。通过对专家系统的研究和分析

2、，建立包含管道焊接工艺参数的数据库，并设计了人机交互界面，通过人机界面可以对数据库进行查询和更新，得出焊接需要的工艺参数。控制系统是焊接系统的核心。通过对全位置自动焊接机的控制系统的深入研究，对设计方案进行了分析和验证。系统的控制芯片采用了C8051F020单片机，设计了单片机的复位、晶振、电源接口和电机控制接口等电路并对PWM波调制、串口通讯、LCD显示等进行了软件设计。该控制系统不仅能够快速、准确、可靠的实现焊接控制，而且可以实时修改焊接参数，操作简单，性价比高。系统硬件电路设计中，串口通讯采用的16C550通讯接口控制器，减少了M

3、CU和外围单元串行通讯的时间开销，同时也减少了接口的器件数目，使系统的稳定性增加；PWM驱动电路使用的是H桥电路，电路具有“双级性”，从而使电机实现正转和反转；单片机与电源的接口电路中，采用74HC573作为输出信号的接口，利用74HC573的输出锁存功能满足电源启动信号维持时间的需要。该系统不仅操作方便，而且运行可靠，能够高质量、高效率的完成管道焊接。关键词：全位置自动焊接；专家系统；控制系统管道全位置自动焊接控制系统研制AbstractWiththedevelopmentofpipelineindustryandincreasing

4、workloadofwelding，meanwhile，thedemandtocontrolthequality、efficiency、costofweldingisincreasingtherefore，itisfarmorenecessarytodevelopautomaticweldingequipmentswhichcanbeusedatfieldSOastoimprovethequalityandefficiencyofpipelinewelding．AkindofAll-positionautomaticweldingsys

5、tembasedonexpertsystemisresearchedinbothwaysofmechanicalconstructionandcontrollingsysteminthispaper．Thecommunicationbetweenup．controlleranddown-controllerandthecontrollingofdown．controllertotwoDCservomotorsisrealized．EstablishdataofweldingparametersanddesignHCIbystudying

6、andanalyzingexpertsystem·ToinquireandrefreshdatabyHCIinordertoworkoutparametersessentialtowelding．Controlsystemisthecoreofweldingsystem．ThroughthedeepstudyonAll。positionautomaticweldingsystemtoanalysisandvertificatedesigningprogram·ApplyC8051F020SCMasthecontrolchip，desig

7、nreset、crystal、powerinterface、motorcontrolinterfaceanddesigningsoftwarewavemodulationserialcommunicationLCDdisplay．Thecontrolsystemnotonlyisabletocontrolweldingrapidly、preciselyandreliablybutalsomodifyweldingparameters，simpleoperationandlowcost．Indesigninghardwareserialc

8、ommunicationuse16C550communicatininterfacecontrollerandreducethetimeforMCUtocommunicatewithperipheralci