弧焊电源焊接参数预置控制系统研究

论文摘要

焊接参数预置控制系统是在焊接前根据相应的焊接工艺对焊接电流、焊接电压等参数进行给定,在焊接过程中,通过相应软件调节弧焊电源的输出,使实时焊接参数值与预先设定的参数值自动保持一致。本文针对弧焊自动焊机的控制特点及焊接工艺要求,设计了以PIC24FJ64GA002为控制核心,辅以外围电路的弧焊电源焊接参数预置系统。外围电路主要包括：数字电路、模拟电路元器件供电电路、焊接电流/电压信号采样隔离电路、D/A转换及信号输出电路、参数显示及调节电路、单片机复位电路、信号转换电路等。并且详细介绍了焊接电流、电压信号采样电路,D/A转换电路和参数显示调节电路的工作过程,测试了电流和电压信号采样电路的工作状况,并对光电隔离的线性度做了验证,保证了输入信号的精确度。要保证参数预置控制系统的正常工作,除了设计硬件电路外,还需要有能使硬件电路按要求运作的软件程序。本设计采用了C语言编程,用以实现焊接电流/电压参数的采集、参数转换处理、参数的实时显示并且能随时调节、PID算法控制、利用单片机的PWM实现D/A转换等。本文针对每个模块的软件编程都有详细的介绍,并做了相应的实验验证,保证每个模块功能正常。针对PID算法控制的参数确定,采用临界比例度法对参数进行初步整定,再根据实际控制过程微调PID参数,达到最佳的控制精度。此外,为保证控制系统的稳定性和精度,本设计采用了一些硬件抗干扰和软件抗干扰措施。最后,将参数预置控制系统在弧焊电源上进行了调试,证明可以实现弧焊电源参数的采集、实时显示与实时调节,达到参数预置的目的,具有良好的通用性,值得继续开发应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 弧焊电源综述
• 1.1.1 弧焊电源的发展
• 1.1.2 弧焊电源的分类、特点和应用
• 1.1.3 数字化的弧焊电源
• 1.2 弧焊电源预置控制系统研究现状
• 1.3 本论文的主要研究任务
• 第2章 参数预置控制系统设计平台概述
• 2.1 硬件平台介绍
• 2.1.1 PIC24FJ64GA002芯片介绍
• 2.1.2 MPLAB ICD2.5USB介绍
• 2.2 软件平台介绍
• 2.2.1 MPLAB IDE简介
• 2.2.2 MPLAB C30介绍
• 2.3 PID控制方法介绍
• 第3章 预置控制系统硬件设计
• 3.1 供电电路
• 3.2 信号采集电路设计
• 3.2.1 电压采样电路
• 3.2.2 电流采样电路
• 3.3 D/A转换电路
• 3.4 显示调节电路
• 3.4.1 参数显示电路
• 3.4.2 旋钮调节电路
• 3.5 复位电路
• 3.6 硬件保护与抗干扰设计
• 3.6.1 A/D转换限幅
• 3.6.2 光电隔离电路
• 3.6.3 电源抗干扰
• 3.6.4 芯片抗干扰
• 第4章 预置控制系统软件设计
• 4.1 参数预置控制系统总体设计
• 4.2 A/D转换程序设计
• 4.3 PWM实现D/A转换
• 4.4 数据显示及调节程序设计
• 4.5 PID控制设计
• 4.6 软件抗干扰
• 第5章 系统调试与结果分析
• 5.1 参数预置控制系统调试
• 5.1.1 调试平台
• 5.1.2 调试结果与分析
• 5.2 完善系统的建议
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文