基于DSP的脉冲MIG焊机及无线通信技术研究

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1、硕士学位论文基于DSP的脉冲⋯G焊机及无线通信技术研究作者：涂志刚指导教师：冯日海副教授南京理工大学2014年3月M．E．DissertationThestudyofpulseMIGweldingmachinebasedonDSPandwirelesscommunicationtechnologyByZhiga略TuSupervisedbyP￥o{．YuehaiFengNanjingUniversityofScience&TechnologyMarch，2014声明本学位论文是我在导师的指导下取得

2、的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人己经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均己在论文中作了明确的说明。》帕月五日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位批论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：乃】午年3月

3、20Et硕士论文基于DSP的脉冲MIG焊机及无线通信技术研究摘要随着近几十年来电子技术、智能控制技术、计算机技术以及通信技术的日益发展，这些技术在焊接控制领域中开始得到了广泛的应用，使焊接电源朝着数字化、智能化、信息化、自动化和网络化方面迅猛发展。为了使焊接电源能够更好的服务于自动化焊接加工领域，本文设计了基于DSP的脉冲MIG焊机及无线通信技术的研究方案，通过数字化控制来实现对脉冲MIG焊机的精确控制；借助无线通信技术来实现对焊接过程中工艺参数的无线监控。针对以往模拟控制的焊接电源，由于采用的模

4、拟器件易受周围环境的影响，导致焊接电源的控制精度下降，使其满足不了当前焊接生产的需求，因此采用TMSB20F28033DSP芯片作为控制核心构建了一套脉冲MIG焊接电源数字化控制系统，硬件设计主要包括采样信号滤波电路、数字PWM信号放大电路、保护电路、焊接通信电路和调速电路等，为实现焊接过程的精确控制提供了良好的硬件平台。对于以往自动化焊接过程中出现异常情况时，焊接工人未及时发现，导致工件焊接质量变差，以及现有焊接通信技术的弊端，有线通信现场布线繁琐、无线通信抗干扰能力差、通信距离短等，因此为了保

5、证焊接过程中的工件质量，设计了一套焊接无线通信模块，用于实现在焊接过程中对工艺参数进行准确、及时的监控。焊接无线通信模块采用CC2540蓝牙芯片作为控制核心，再结合串口通信电路、信号发送与接收电路等构成整个模块的硬件平台。通过编写无线模块串口通信程序、自定义通信协议等软件实现焊接过程中数据的无线传输。并对所设计的无线通信模块进行了丢包率与通信距离的测试和数据发送与接收界面的测试，在焊接时进行无线数据通信，20m的通信距离丢包率仅为3．5％，试验结果表明该模块抗干扰能力强、通信距离远、性能可靠。为了

6、实现焊接过程的精确控制，对所设计的控制系统硬件电路进行了相关的软件设计，主要包括～D采样子程序设计、双路PWM信号生成子程序设计、波形优化子程序设计、引弧子程序设计、收弧子程序设计等。并对A／D采样子程序和双路PWM信号生成子程序进行了试验测试，结果表明A／D采样子程序经过校准以后能够实现焊接工艺参数的精确采样，双路PWM信号生成子程序能够输出带有死区时间的双路相位差为180。的PWM信号，可以实现对IGBT模块的精确控制。关键词：数字信号处理器；数字控制；脉冲MIG焊；无线通信硕士论文基于DSP

7、的脉冲MIG焊机及无线通信技术研究AbstractWiththerecentdecadesofelectronictechnology,intelligentcontroltechnology,computertechnologyandtheincreasingdevelopmentofcommunicationtechnology,whichinthefieldofweldingcontrolbegantobewidelyused，makingtheweldingpowerrapiddevelo

8、pmentindigital，intelligent，informationtechnology,automationandnetworking．Inordertobetterservetheweldingpowersourcecapableofweldinginthefieldofautomation，thisarticleisdesignedbasedDSPandwirelesscommunicationtechnologytOachieveprecisecontrolofpu