基于DSP中频逆变电阻点焊控制系统研究

论文摘要

随着工业的发展,在点焊领域,对点焊机系统的性能要求越来越高。点焊过程的复杂性、熔核形成过程的不确定性,均对电阻点焊的系统要求越来越严格。为了能够保证点焊过程的稳定和达到良好的点焊工艺性,就必须对点焊过程的信息进行实时的提取与处理,这就要求控制系统有足够的速度、反应精度和灵敏性,而采用高速、高运算量的DSP正好适应了这一迫切的需求,可以实现点焊机系统的信息化控制。本文首先对点焊机理进行了分析,将多因素影响的点焊过程设计为仅由点焊电流控制的点焊控制系统,提出了点焊工艺参数优化设定的点焊质量控制方法。通过实现点焊电流对点焊质量的最优控制,建立了点焊电流与其它影响点焊质量的因素的关系,然后基于RBF神经网络、聚类分析,建立了电极压力、板厚、点焊时间和电极直径与最佳点焊电流的优化模型。在确定的优化电流设定值基础上,通过模糊PID控制器,实现最佳点焊电流的回路智能控制。仿真结果表明:在不同的点焊参数条件下,都可以实现点焊电流最佳化,并满足控制精度要求。对于上述的优化和智能控制方法,本课题以LF2812作为控制器的核心,完成了部分硬件设计和软件设计,实现对点焊时脉冲电流的各种特性进行精确控制和监控,存储优化的焊接参数,实现自动化点焊。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 点焊DSP控制系统研究的目的和意义
• 1.2 点焊质量监控方法
• 1.2.1 点焊过程质量监控目前常采用的方法
• 1.2.2 点焊过程质量监控方法的新进展
• 1.3 点焊电流优化控制的国内外应用现状
• 1.3.1 点焊电流优化设定
• 1.3.2 点焊电流回路控制方法
• 1.4 本论文的主要内容
• 第二章 电阻点焊系统构成及点焊机理分析
• 2.1 电阻点焊系统电气构成
• 2.2 点焊机理分析
• 2.2.1 点焊熔核形成机理
• 2.2.2 点焊循环工作过程
• 2.2.3 点焊工艺参数的影响
• 2.2.4 点焊过程控制中热量函数的作用
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于RBF网的点焊最佳电流设定
• 3.1 引言
• 3.2 RBF神经网络简介
• 3.2.1 RBF神经网络结构
• 3.2.2 RBF神经网络的映射机理
• 3.2.3 聚类方法原理分析
• 3.3 基于RBF网的点焊电流建模
• 3.4 仿真实验
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于DSP的点焊控制器设计
• 4.1 引言
• 4.2 控制器硬件平台分析
• 4.2.1 控制器硬件平台构成框图
• 4.2.2 控制器硬件平台模块分析
• 4.2.3 控制器硬件平台液晶显示器的分析
• 4.2.4 控制器硬件平台模拟量输出电路的分析
• 4.3 控制器硬件采集与驱动电路设计
• 4.3.1 采集与驱动电路
• 4.3.2 点焊电流的检测与存储
• 4.4 控制策略分析
• 4.5 软件设计
• 4.5.1 公共目标文件格式
• 4.5.2 程序设计和实现
• 4.5.3 控制软件结构
• 4.6 实验研究
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录 程序
• 在学研究成果
• 致谢