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《吉林大学》 2004年
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基于DRC法的电阻点焊协同控制

王长征  
【摘要】:电阻点焊作为一种重要的焊接工艺方法,在现代工业生产中,尤其是在汽 车、航空领域有着广泛的应用。该方法具有能量集中、操作简单、生产率高和 易于实现自动化等优点。随着工业技术的发展,许多工业产品对焊接接头的质 量和可靠性要求日益提高,因而对点焊控制系统的控制能力和精度提出了更高 的要求。 随着电阻点焊质量监控技术的发展,特别是微型计算机技术和智能控制在 工业控制中的应用,使得一些新型的微机点焊质量控制设备在点焊生产中逐渐 推广。总体来说点焊过程及质量控制的发展趋势:控制模式,已由单模式控制 发展为多模式控制;控制方法,已由一种监控方法发展到多种监控方法进行决 策;调节参量,已由初始的单变量调节发展为多变量调节;在控制决策上,已 由常规的控制决策方式向人工智能决策方式发展。 本论文根据近几年来对 DRC 法点焊控制器的实际研究情况,针对 DRC 法 模型化控制在焊接过程中存在控制盲区,极易在热量大幅度波动时产生飞溅或 增大后期调节负担等情况。依据多信息多参量综合监测技术原理,以 DRC 法 模型化控制技术为基础,在监控系统中引入恒流控制技术,推出了分时段、多 层次、多参数的综合模糊控制策略,对点焊热过程实施等效加热的智能化控制 协同控制技术,即 IDRC 法控制,以实现每一焊点的熔核质量与焊接时间的双 重一致。 控制系统硬件电路以 8031 单片机系统为核心,主要由程序存储器 EPROM、 外部数据存储器 RAM、 A/D 转换电路 ADC0809、I/O 扩展芯片 8255、看门狗 电路以及 RAM 信息保护电路和复位电路等部分组成。该模块主要完成对电流 滞后角实时采样、电流信号和电压信号的模数转换、数据处理,还要进行模糊 推理运算以获得输出控制量。网压同步电路在网路电压过零时,向 8031 单片机 发送中断脉冲信号,作为焊接的各个程序段计时和可控硅触发的时间基准。在 单片机的控制下,电流采样电路通过电流互感器在焊接变压器原边对电流信号 采样;并利用电流过零检测电路提取电流过零信号相对于电压过零信号的滞后 角(代替功率因数角)作为在焊焊点的质量信息。 软件是控制系统的灵魂。针对点焊过程具有高度非线性、有多变量耦合作 用和大量随机不确定因素,很难用精确的数学模型来描述的特点,同时考虑到 硬件采用的单片机运算能力以及点焊控制过程对实时性要求高等方面的情况, 我们选择了模糊控制算法并设计了 4 个系列模糊控制器,在焊接过程中根据不 同的条件进行调用。在焊接的前期采用恒流控制,中后期采用 DRC 法模型化 控制。通过恒流控制具有响应速度快,控制精度高的特点,为中后期的 DRC 69 WP=76 摘 要 法创建一个比较平稳的焊接过程,为中后期的 DRC 法提供了一个很好的控制 基础。在中后期通过实时检测电流滞后角,根据实际 DRC 曲线的谷点到达时 间、过谷点后动态电流滞后角的上升速率以及形成优质熔核所应达到的动态电 流滞后角的积累增长幅度与标准动态电流滞后角特性比较所产生的偏差对热量 进行实时的调节,以保证形成合格的焊点。 实验结果表明:基于模糊逻辑控制原理设计的恒流法能适应实际焊接电流 的大幅度波动,实现了恒流控制的预期目标;当焊接热量在±15%以内波动时, 它能保证焊接电流在 3 个周波内达到稳定状态,控制误差在±2%以内。采用模 糊逻辑控制技术的 IDRC 法综合了恒流法和 DRC 法的优点,它根据不同时域启 用不同主导信息对焊接热过程进行实时控制。即使在焊接热量波动±15%或者 存在严重分流情况下,仍能保证点焊熔核质量和焊接时间的稳定性。 本文设计开发的 IDRC 法控制系统,采用了以焊接电流与电流滞后角为控 制信息的多层次、多参数分时综合模糊控制策略,保证了控制系统能够在不同 时域内采用不同的主导信息,从而提高了 DRC 法点焊质量控制系统的控制能力 和控制精度。对于点焊过程的质量智能控制具有重要的理论与工程应用价值。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TG409

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 郑庆杰;三相次级整流点焊控制系统的研究[D];吉林大学;2006年
2 郭彩光;学习型点焊控制参数自动编程与自行优化专家系统开发[D];吉林大学;2006年
3 姚丹丹;IDRC法点焊群控系统上位机智能管理软件开发[D];吉林大学;2007年
4 李琦;B340LA高强钢电阻点焊工艺及质量监控模式研究[D];吉林大学;2012年
5 丁建;低碳钢多层板点焊动态过程及熔核形态研究[D];吉林大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 行小帅;;类比学习法在模拟电子技术教学中的应用[A];2007年全国高等学校电子技术研究会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 毛宇峰;水下机器人系统体系结构及避障控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
3 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
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5 李奇南;钢板磁悬浮系统控制[D];浙江大学;2010年
6 宁宇;基于数字化工厂的轿车地板焊装线的混流设计与规划[D];吉林大学;2011年
7 常胜;半挂汽车列车动态特性分析与鲁棒控制[D];吉林大学;2011年
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10 郑宏;中压静止无功发生器系统研究[D];江苏大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唱志强;软开关电阻点焊逆变电源的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 徐旭;基于ARM的电阻点焊控制器[D];南昌航空大学;2010年
3 马爱清;真空差压铸造系统加压模型建立与控制算法设计[D];南昌航空大学;2010年
4 徐成功;智能CCD垂线坐标仪[D];山东科技大学;2010年
5 赵昊;微测位移传感器在轮毂跳动量中的应用[D];长春理工大学;2010年
6 李长鹏;基于CSTR温度系统的模糊神经网络预测控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 潘胤卓;舰炮自动化弹库交流伺服系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 吴天柱;基于DSP转台伺服控制系统的设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 孙立晶;基于模糊-PID算法的柴油机调速控制策略设计与研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 陆露;套装式助力机器人控制方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 张波;点焊恒流模糊控制系统研究[D];西北工业大学;2003年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 彭超;铝合金GTAW背面熔宽实时检测与控制[D];哈尔滨工业大学;2010年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭蜀生;关绍勇;乔俊杰;;电阻点焊质量监控系统[J];电焊机;1986年04期
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1 傅鹏举;点焊电流及电极间电压高精度数据实时采集与处理[D];西北工业大学;2001年
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1 马凯,李桂中;DRC点焊控制系统的软件抗干扰设计[J];长春工程学院学报(自然科学版);2003年04期
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3 王方;;印制板可制造性设计的初步应用[A];全国第六届SMT/SMD学术研讨会论文集[C];2001年
4 王方;;印制板可制造性设计的初步应用[A];第六届全国印制电路学术年会论文汇编[C];2000年
5 郑燕妮;;腰椎间盘突出症的康复护理[A];中国康复医学会运动疗法分会第十一届全国康复学术大会学术会议论文摘要汇编[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 张鹏;探秘DRC:工业设计的“黄埔军校”[N];中国文化报;2009年
3 商报记者 刘妮丽;650元奏响创业“狂想曲”[N];北京商报;2009年
4 本报记者 张学军;未来设计师有了“职场实验室”[N];北京人才市场报;2009年
5 商报记者 刘妮丽;让设计成为第二生产力[N];北京商报;2009年
6 钟甫宁 徐志刚;解析中国粮食地区比较优势[N];中国经济时报;2001年
7 仁君;美国双重居民公司怎样处理亏损问题[N];中国财经报;2002年
8 本报记者 操秀英;让设计“恋”上科技[N];科技日报;2010年
9 本报记者 谈琳 刘晓军;核桃壳里的精彩世界[N];科技日报;2011年
10 来尧封;彩管产业:现状和走向[N];中国电子报;2001年
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1 李曼;DRC3f及eRF3b在肝病发生发展中作用机制的初步研究[D];河北医科大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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2 陈英;DRC下基于资源要素的虚拟单元构建问题研究[D];江苏科技大学;2013年
3 王建斌;白光LED驱动芯片的版图设计及电路验证[D];电子科技大学;2012年
4 赵菁菁;基于SCARA机器人的自动涂胶系统设计[D];东北石油大学;2012年
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