基于DSP的斜特性式脉冲CO_2焊数字化电源

以数字信号处理器DSP为主控芯片,设计了一种斜特性式脉冲CO2焊数字化电源.采用新型的斜特性算法在焊接过程中自动调节电源外特性斜率,实现了电弧在大范围内的稳定性.设计方案采用了独立的送丝系统和全桥逆变主电路,选择了燃弧平均电压作为其它焊接参数控制的基准.充分利用了片内软硬件资源,产生一路控制信号并转换成双边沿脉冲输出,计算维弧所需要的外特性斜率,通过电弧电压自动调节,保持电弧稳定.系统硬件结构简单可靠,控制软件可通过仿真器并行接口更新算法.结果表明,该斜特性脉冲电源工作稳定,可靠性高.     

CO2焊电流波形在线自适应控制系统

介绍了一种针对短路过渡的CO2焊接过程的电流波形在线自适应控制系统。它通过以短路过渡频率和电弧声能量，作为表征和传感焊接过程稳定性和飞溅的参数，建立了焊接规范和波形控制参数的神经网络优化模型，采用神经网络自适应调整PID参数的双闭环波形控制算法，实现对焊接过程的在线自优化实时控制。试验结果表明，采用该控制系统的焊机，实现了焊接规范及波形控制参数的自动匹配和优化，同时降低了焊接过程飞溅，提高了熔滴过渡的稳定性。     

DSP波控逆变CO2焊接电源

详细论述了以TMS320C240数据处理器(DSP)为控制核心的波控逆变CO2焊接电源系统，包括系统构成、电源主电路，参数设置、送丝及时序控制系统等。介绍了软件进行波形控制的基本方案及控制算法。简单阐述了双闭环并联控制的基本调节原理，给出了双闭环并联控制下短路过渡CO2焊焊接电流、电压波形。试验结果表明，以DSP为核心的双闭环并联控制逆变波控CO2焊机系统具有良好的控制性能，且电路简单调试方便。     

用具有可饱和电感的逆变器减小CO2焊飞溅

短路液桥爆断前几百微秒内所积聚的能量，直接影响着短路过渡ＣＯ２焊飞溅水平的大小。本文针对普通ＣＯ２焊逆变电源的动态性能不能逃跑短路过渡ＣＯ２焊波控方法的要求，焊接电源难以实现在液桥爆断前迅速减小电流的问题，提出了一种在波控方法中采用可饱和电感作为ＣＯ２逆变焊机续流电感的方案。理论分析和试验效果证明，此种方法可以大大改善逆变电源的动态性能，显著提高了短路液桥缩颈过程中电流的衰减速度，从而减小了短路液     

CO2焊接逆变电源-电弧系统的仿真

由于短路过渡CO2焊接电弧负载的非线性与时变性的特点，CO2焊接电源-电弧系统的研究与设计有其固有的难点。作者采用在控制领域最具影响的MATLAB软件，在对CO2焊接电弧建模、逆变电源-电弧系统建模的基础上，仿真了波形控制CO2焊接逆变电源-电弧系统的动态过程，并且在模拟示波器上输出了CO2焊接电弧的几个典型参数的动态波形。通过计算机仿真，提出了CO2焊接过程平衡长度的概念，揭示了焊接过程平衡长度的物理过程，CO2焊接过程平衡长度的变化范围必须是大于零、最大值是几毫米(具体值与焊接参数有关)的数量程度。给出了波形控制CO2焊接逆变电源-电弧系统的控制结构，通过仿真可以看出短路过渡CO2焊接逆变电源控制参数对系统的影响规律，辅助优化设计系统。     

CO2激光作用下直流TIG电弧特性分析

文中借助高速摄像和激光功率计等先进手段,研究了CO2激光与直流,TIG电弧垂直相互作用时激光对电弧特性的影响.激光功率越高,电弧静特性曲线下移幅度越大,电弧电功率越低,而电弧总功率越高.电弧电流越小、激光作用位置越靠近阴极,电弧电压下降幅度越大.激光作用引起电弧体积膨胀主要发生在激光作用位置到阳极之间的区域.结果表明,激光作用电弧后,电弧静特性曲线下移,体积膨胀,电弧电功率下降,而总功率增加.     

波控CO2短路过渡焊的电弧行为

在基于CO2短路过渡焊存在的飞溅和成形问题的物理本质所提出的波形控制方案的基础上，对CO2短路过渡焊波形控制过程中存在的断弧和电弧偏吹等电弧行为进行了电参数波形检测和高速摄影研究，分析了所采用的波形控制方案在特定条件下存在的问题，指出了在波形控制燃弧阶段进程中应注意控制的精确化而不是波形之间简单的切换，这样才能保持燃弧过程及整个短路过渡过程的稳定性。     

外加磁场对CO2焊飞溅的控制机理

用纵向磁场控制CO2气体保护焊飞溅，以低碳钢Q235为试验对象，在不同焊接工艺参数下进行了有、无外加纵向磁场的焊接对比试验，并且改变外加磁场的大小，测试了不同磁感应强度下的焊接飞溅率。探讨了外加纵向磁场控制焊接飞溅的机理。试验表明，在一定的焊接规范下，外加纵向磁场能有效地控制CO2焊短路过渡中的焊接飞溅，获得较好的工艺效果；同时，存在一个最佳的磁场范围，在这个范围内，磁场对飞溅的控制效果较好。     

新型半桥软开关CO2逆变焊机

针对降低CO2逆变焊机的开关损耗、输出电压纹波以及数字化控制等问题,分析了一种在直流母线回路增加两只功率开关器件的半桥DC-DC变换器软开关工作机理.基于先进精简指令微处理器（advanced RISC machines,简称ARM）设计具有电流和电压双闭环控制策略的全数字化CO2逆变焊机.在Matlab/Simulink环境下,对新型半桥DC-DC变换器的软开关工作过程进行仿真分析.结果表明,与传统模拟控制的半桥逆变焊机相比,这种ARM控制的新型半桥软开关逆变焊机具有开关损耗低、电压纹波小、编程灵活、稳定性好等优点.     

新型逆变CO2焊机的控制原理与特点

依据CO2焊接工艺的特点，设计了一种电子电抗器控制的逆变弧焊电源。当短路发生后，电流先保持在一较低值，然后以斜率可以调节的双折线规律上升。在燃弧阶段，调节控制回路参数，控制燃弧电流的变化速度，保证充足的燃弧能量。设计了专门的引弧和收弧电路。试验表明，该焊机具有飞溅小，成形好，去球效果好，容易引弧等优点。     

波控CO2短路过渡焊电流信号的近似熵分析

为了评定波控CO2短路过渡焊的稳定性,将非线性参量近似熵理论引入到研究中.利用近似熵对波控CO2短路过渡焊电弧的电流信号进行特征分析.通过对不同的焊接参数下的电流近似熵比较,表明不同工艺参数下,近似熵明显不同,其可作为焊接过程稳定性的评判标准,近似熵越小、方差越小,焊接过程就越稳定.结果表明,近似熵分析在表征信号的复杂性方面有明显的效果,从而为波控CO2短路过渡稳定性分析提供了一种很有效的方法.     

高速CO2焊电流波形控制系统

针对高速CO2焊焊缝成形差、飞溅大的问题,提出了一种新型的焊接电流波形控制方法,在短路阶段控制短路电流和电流上升率,在燃弧阶段采用大恒流 小恒流的两段恒流法来控制燃弧能量.根据该控制原理,设计了基于单片机控制的高速焊系统和控制软件.探讨了波控参数对焊缝成形的影响,并通过大量试验对波控参数进行优化.试验结果表明,该系统采用两段恒流控制法对电流波形实时控制,可精确控制燃弧能量,有效地改善焊接工艺性能,满足了高速CO2焊的控制要求.     

CO2电弧焊动态过程的MATLAB仿真研究

针对短路过渡工型ＣＯ２电弧焊系统存在本晨线性的特点,采用目前国际控制领域内应用最广的ＭＡＴＬＡＢ软件,建立了“弧焊逆变器一非线性负载”系统的数字仿真模型。该模型以组合图形方式,直观、有效地表征了各一并了的特性。通过系统仿真定量地了Ｃ２电弧焊动态过程,给出功电时接电流随时间变化的仿真波形的短路过渡型ＣＯ２电弧焊系统的相平面图。应用德国产Ｈａｎｎｏｖｅｒ－ＸＩＩ型焊接过程动态分析仪所获得的实测数据与计     

智能短路过渡二氧化碳气体保护电弧焊数字控制系统

针对目前通用二氧化碳弧焊机在短路过渡区间焊接时存在的问题,基于DSP和MCU的全数字控制系统平台,从数字控制角度出发,引入分级递阶智能控制理论,设计并实现了二氧化碳气体保护电弧焊分级递阶智能全数字控制系统.该系统按照组织级、协调级和执行级进行构建,有机地将专家系统、模糊控制、数字PI控制器结合起来.试验结果表明,设计的智能短路过渡二氧化碳气体保护电弧焊数字控制系统取得较为理想的波形控制效果,实现了焊接过程控制的智能化,全面提升了二氧化碳气体保护电弧焊机的性能.     

脉冲逆变焊接电源建模与仿真

构建了包含输入、输出整流滤波和逆变、降压等电路的物理模型,通过非线性接口模型,研究了主回路和数字控制系统的整体建模与仿真.建立了动态焊接过程的系统数学模型,利用Matlab对焊接电源系统进行了仿真研究,然后定量分析了扰动作用下各物理量变化规律和系统动态响应过程,有效预测了脉冲MIG焊接电源的工作过程,指出了焊接电流和电弧电压控制的意义,为进一步研究指明了方向.     

基于ARM微控制器的CO2电弧焊全数字化逆变电源设计

采用基于ARM7TDMI-S内核的LPC2131微控制器设计了一种全数字化控制的CO2电弧焊逆变电源,完成了硬件电路和软件程序.在设计方案中采用了独立的送丝系统和全桥逆变主电路,选择了送丝速度作为其它焊接参数控制的基准.充分利用了片内软硬件资源,ARM控制器产生一路双边沿PWM脉冲并转换输出,通过电流、电压检测以分时进行短路电流和燃弧电压控制.其硬件结构简单可靠,控制软件可通过升级接口更新算法.文中介绍了设计思路和方法,对全数字化焊接电源研究和开发具有参考价值.