基于DSP的MIG焊弧长模糊控制的研究

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1、⑧天洋大蓦硕士学位论文学科专业：材料加工工程作者姓名：宋东风指导教师：胡绳荪教授中文摘要随着科学技术的发展，MIG焊在全位置自动焊接方面的应用越来越普遍。但是，由于焊接结构的限制，在焊接过程中焊枪喷嘴和工件表面的距离必然会发生变化，从而引起弧长及焊接过程的不稳定。在MIG焊接过程中，当焊枪喷嘴与工件表面的距离发生变化时，如何保证焊接弧长的稳定是焊接自动化领域研究的重要课题之一。本文分析了MIG焊接工艺参数对焊接过程及焊接质量的影响，并基于此提出了采用变速送丝配合缓降特性焊接电源的焊接弧长控制策略。鉴于焊接弧长控制系统通常为复杂的非线性系统，本文将模糊控制理论引入弧长

2、控制过程中。本文以电弧电压为控制量，送丝速度为被控制量，采用MATLAB软件实现了双输入、单输出弧长模糊控制器的设计，并通过仿真对模糊控制中的比例因子和量化因子进行了优化。仿真结果表明，优化后的模糊控制器具有良好的响应特性和稳态精度。本文以MSP430F149单片机和TMS320LF2407型DSP为主控芯片，完成了数字化MIG焊弧长模糊控制系统的硬件电路和软件的设计。焊接试验表明，本文所研制的数字化软、硬件系统工作可靠：弧长模糊控制系统的数学模型正确。该系统能够在焊枪喷嘴和工件表面的距离发生变化时，保持电弧弧长一定，从而保证焊接过程的稳定。关键词：MIG焊；弧长；

3、模糊控制；数字化；数字信号处理器(DSP)ABSTRACTWiththedevelopmentofweldingtechnology,MIGweldinghasbeenincreasinglyusedinautomaticweldingofallposition．However,duringthewelding,thedistancebetweentheweldingtorchmuzzleandthesurfaceoftheworkpieceh扣tochangebecameoftheconfineofweldedstructure，whichwillcauseins

4、tabilitiesoftheweldingarcandtheweldingprocess．Tokeepthestabilityofweldingarcisanimportanttaskinweldingautomationfield，whenthedistancebetweentheweldingtorchmuzzleandthesurfaceoftheworkpiecechanges．Thispaperanalyzeshowweldingconditionstamperwithweldingprocessandweldingquality,andtheunite

5、dcontrolstrategyofarclengthcontrol，byusingchangeablewirespeedanddrop—characteristicweldingpowersource，ispresentedbasedonthisanalysis．Thefuzzycontroltheoryisinductedt0thecontrolasthecontrolsystemisacomplicatednonlinearone．Thefuzzyarclengthcontrollerisestablishedwitharcvoltage∞theinputan

6、dwirespeedastheoutput，basedontheMATLABsoftware．Optimizingofthecontroller’sparametersisproceededbasedonsimulations，andtheresultsindicateagoodresponsecharacteristicandhighprecision．Thehardwareandsoftwaredesignofthecontrolsystemiscompleted，takingtheMSP430F149MCUandTMS320LF2407DSPaschiefco

7、ntrollers．Theweldingexperimentsindicatetheaccuracyofthemathematicsmodelofthedesignedfuzzycontrolsystemandthestableworkconditionofthedigitalcontrolsystem．Evenwhenthedistancebetweentheweldingtorchmuzzleandthesurfaceoftheworkpiecechanges，thiscontrolsystemwillkeepthestabilityofarclength，