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《兰州理工大学》 2010年
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铝合金脉冲MIG焊过程多信息分析及解耦控制

黄健康  
【摘要】:近年来,随着铝合金在汽车、列车等运载工具中的广泛应用,对铝合金焊接结构生产的自动化、智能化及焊接质量的稳定性要求越来越高。本文针对铝合金脉冲MIG焊过程在恒定规范下铝合金热积累现象明显,参数不匹配情况下焊接过程不稳定这些关键问题,通过焊接过程中多信息传感与分析,过程建模仿真及实时解耦控制等方面对铝合金脉冲MIG焊过程进行了深入的研究。 由于铝合金脉冲MIG焊接过程中存在较多的不确定因素,实时检测和控制是保证其焊接过程稳定与焊接质量的重要方法,本文通过LabVIEW与COM技术结合的实时视觉传感,利用xPC目标实时建立了针对铝合金脉冲MIG焊的快速原型试验平台。 对于铝合金脉冲MIG焊过程,首先通过视觉传感的方法提出了一种焊丝干伸长提取算法,针对固定模板的传统微分算子边缘提取的不足,研究并利用蚁群算法、遗传算法进行熔池边缘提取。对于铝合金脉冲MIG焊过程稳定性进行了分析,得出了电弧电压概率密度、近似熵值与焊接过程稳定性的相关性。为克服已有信息对焊接过程的表征不足,对焊接过程中声音信号进行采集,分析得到不同熔滴过渡下电弧声信号特征进行熔滴过渡类型辨识,利用小波变换后得到特定频率范围的电弧声信号能量变化与焊接过程焊缝塌陷的相关性。进一步对弧焊过程多信息融合进行了初步研究,采用U-I二维相空间统计、二维近似熵信息源级多信息融合的算法确立了焊接过程电流、电压信息融合后特征与焊接过程稳定性的相关性。 本文在已有铝合金脉冲MIG焊过程辨识的基础上对其进行MIMO控制模型分析,确立了以熔宽和干伸长为目标,通过调节送丝速度与占空比来进行解耦控制的控制方案,采用经典补偿解耦控制理论、神经网络对象逆模型解耦理论进行仿真控制研究。并针对铝合金脉冲MIG焊电弧系统特点,在考虑熔滴过渡的基础上建立了焊丝熔化动态电弧模型,对所建立的模型进行了仿真,获得了与实际焊接过程相近的结果,揭示了电弧系统不稳定性的原因,并进一步在所建模型上进行了干伸长控制仿真,为电弧稳定控制提供了参考。 在传感与仿真的基础上,通过快速原型平台,首先通过送丝速度的调节来对干伸长进行单独控制,使焊接过程电弧系统稳定,接着针对以占空比来进行熔宽控制使得参数匹配困难而失稳的问题,利用双脉冲工艺方法,提出通过占空因数调节来实现热输入调节,进行焊缝熔宽控制研究,在此基础上以干伸长和熔宽为控制目标,以送丝速度、双脉冲占空因数为调节量的MIMO实时解耦控制,并在铝合金脉冲MIG焊快速原型平台的基础上,进行了不同传感方案下,不同控制器下的控制效果研究,获得了在熔宽、干伸长在视觉传感下,利用模糊PID控制器进行解耦控制,得到了焊接过程稳定,且熔宽均匀,外形美观,成形良好的焊缝。克服了铝合金脉冲MIG焊参数间强耦合关系,较好的解决了热积累问题。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG409

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 沙德尚;廖晓钟;;双脉冲MIG/MAG焊全数字控制策略[J];北京理工大学学报;2009年07期
2 娄亚军,陈善本,吴林;脉冲GTAW焊神经元自学习PSD控制[J];材料科学与工艺;1998年03期
3 石永华,钟继光,刘桑,王国荣;视觉传感及图像处理技术在焊接中的应用[J];电焊机;1999年09期
4 朱六妹,肖孝菊,王伟,谢明立;CO_2焊熔滴过渡特征的分析和研究[J];电焊机;2000年01期
5 蔡艳,赵颖,吴毅雄,李铸国;CO_2短路过渡气体保护焊质量控制的研究[J];电焊机;2000年11期
6 刘静,陈小惠;信息融合在焊缝跟踪模糊控制器中的应用[J];电焊机;2005年10期
7 石玗;张得峰;樊丁;梁卫东;;用于铝合金MIG焊的机器人熔池视觉传感系统[J];电焊机;2006年03期
8 瞿敏;马跃洲;;基于支持向量机的CO_2焊接保护气流量识别研究[J];电焊机;2007年04期
9 陈善本;陈波;马宏波;林涛;;多传感器信息融合技术在焊接中的应用及展望[J];电焊机;2009年01期
10 马跃洲,张鹏贤,梁卫东,王春柏;小波包分解Welch平均法在焊接电弧声功率谱估计中的应用[J];甘肃工业大学学报;2001年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱琦;王刘芳;王庆军;汪宇;;校验氧化锌避雷器带电测试仪的新方法[J];安徽电力;2009年01期
2 杨绪兵,韩自存;ε不敏感的核Adaline算法及其在图像去噪中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年04期
3 陶秀凤,唐诗忠,周鸣争;基于支持向量机的软测量模型及应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年02期
4 许高程;张文君;王卫红;;支持向量机技术在遥感影像滑坡体提取中的应用[J];安徽农业科学;2009年06期
5 郭立萍;唐家奎;米素娟;张成雯;赵理君;;基于支持向量机遥感图像融合分类方法研究进展[J];安徽农业科学;2010年17期
6 冯学军;;最小二乘支持向量机的研究与应用[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2009年01期
7 张德祥;王莹;张倩;张媛媛;;线性控制系统Nyquist稳定判据的教学方法研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2010年04期
8 高继森;;光通信中一种非线性系统的仿真研究[J];半导体光电;2009年05期
9 高继森;;半导体激光器反馈系统非线性仿真研究[J];半导体光电;2011年04期
10 邹心遥;姚若河;;基于LSSVM的威布尔分布形状参数估计(英文)[J];半导体技术;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘志峰;倪楠;黄海鸿;;弧焊机器人焊缝跟踪系统的研究与发展[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 朱成华;;基于USB总线的弧焊电参数虚拟检测分析系统设计[A];制造业数字化技术——2006中国电子制造技术论坛论文集[C];2006年
3 ;An effective procedure exploiting unlabeled data to build monitoring system[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(下)[C];2012年
4 冯俊娥;崔鹏;;线性奇异时滞系统的干扰解耦[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 ;A Novel Kernel PCA Support Vector Machine Algorithm with Feature Transition Function[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 ;A Novel Proximal Support Vector Machine and Its Application in Radar Target Recognition[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 甄子洋;王志胜;;时滞MIMO系统的信息融合解耦补偿器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 曲东才;徐庆九;;一种非线性系统ANN逆模型建模方案及EFRA训练算法仿真[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 孙玉坤;王博;丁慎平;;基于模糊神经网络α阶逆系统的发酵过程多变量解耦控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 李明;杨承;舒宇;;改进ε-滤波LMS算法非线性自适应逆控制系统[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张涛;GPS/SINS超紧密组合导航系统的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 杜宏旺;接管焊接机器人关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
6 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
7 权建洲;高速工况下H型桁架定位平台的建模与同步控制[D];华中科技大学;2010年
8 张昌明;新疆汉族、维吾尔族及哈萨克族食管癌血清蛋白质指纹图谱研究[D];新疆医科大学;2010年
9 王晓明;基于统计学习的模式识别几个问题及其应用研究[D];江南大学;2010年
10 李鹤喜;基于视觉反馈的焊接机器人自主示教关键技术研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 廖家平;基于光电传感器的智能焊缝跟踪系统的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 李金华;基于SVM的多类文本分类研究[D];山东科技大学;2010年
3 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
4 马秋环;太阳能辅助热泵多功能复合机的电气化改进及其控制[D];山东科技大学;2010年
5 周谦;工业机器人离线编程及其在光纤激光加工平台中的应用[D];山东科技大学;2010年
6 张永臣;基于ARM的SVG型低压无功补偿控制器的研究[D];山东科技大学;2010年
7 郑莉;DSP在集装箱加强板焊接定位系统中的应用[D];山东科技大学;2010年
8 杨列坤;基于运动控制的虚拟样机技术的研究[D];山东科技大学;2010年
9 檀庭跃;智能控制算法在倒立摆系统中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
10 李安新;BP神经网络研究与硬件实现[D];山东科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙勇,景博,张吉力;最优加权与递推最小二乘法相结合的多传感器信息融合[J];传感技术学报;2004年04期
2 陈彦宾,李俐群,陈凤东,陈杰;图像处理在自动焊接中的应用和展望[J];材料科学与工艺;2003年01期
3 何方殿;王克争;苏勇;;视觉传感器焊接跟踪系统的研究和发展[J];电焊机;1993年04期
4 艾盛;王坚;杨金孝;马彩霞;朱余荣;;PMIG焊焊接电弧电压的模糊控制[J];电焊机;1993年05期
5 余小军,艾雍宜;电焊机微机检测系统中的一种新的数值处理方法[J];电焊机;1997年03期
6 张晓囡,张军红,黄石生;弧焊分析仪的研究与应用[J];电焊机;1998年04期
7 石永华,钟继光,刘桑,王国荣;视觉传感及图像处理技术在焊接中的应用[J];电焊机;1999年09期
8 蒙永民,黄石生,薛家祥,王秀媛;GMAW-P焊熔滴过渡及其控制的研究现状与发展[J];电焊机;2000年01期
9 王雅生,薛勇,蔡洪能,曲海英;可消除网路电压对CO_2焊电弧电压影响的模糊控制系统研究[J];电焊机;2000年05期
10 黄石生,高向东;焊缝跟踪技术的研究与展望[J];电焊机;1995年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尚亚锐;邓文;祁桂兰;;单位阵解耦方法在化工生产中的应用[J];工业仪表与自动化装置;2010年01期
2 郝立军,齐树兴;模糊解耦控制系统的探讨[J];河北科技大学学报;1995年03期
3 屈振兵;;解耦控制在单元机组中的应用[J];内蒙古石油化工;2009年23期
4 左国庆;集散系统用于原油蒸馏[J];石化技术与应用;1995年01期
5 何建忠;;隔振平台多自由度数字化主动阻尼的一种实现[J];上海理工大学学报;2007年06期
6 杨博;王孟效;;专家控制在气垫式流浆箱控制中的应用[J];中华纸业;2008年04期
7 尚亚锐;;单位阵解耦方法在化工生产中的应用[J];电气传动自动化;2010年03期
8 罗安;一种多变量电液伺服系统的解耦控制[J];中国有色金属学报;1996年01期
9 王军,佟威,石磊,任庆昌;模糊-自适应神经元解耦控制在VAV中的应用[J];西安科技学院学报;2002年02期
10 李正熙,王立锋,胡敦利,赵仁涛,刘玠;热连轧机板形板厚解耦控制的逆系统方法研究[J];钢铁;2004年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邢宗义;;基于遗传算法的神经网络解耦控制方法研究[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
2 刘星;方康玲;;连铸喷淋给水系统的流量解耦设计[A];冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
3 杜继宏;陆燕;冯元琨;李春文;;用逆系统方法求解耦控制的新方法[A];1995年中国控制会议论文集(上)[C];1995年
4 张华春;侯夔龙;;一种多变量自校正解耦控制器[A];1995年中国控制会议论文集(上)[C];1995年
5 翟振铎;袁旭梅;张雨文;刘红波;;木材干燥过程系统的解藕设计[A];1995年中国控制会议论文集(下)[C];1995年
6 邵林;魏俊超;;一种先进解耦方法的研究[A];2004年广西自动化学会学术年会论文集[C];2004年
7 李树卿;李世作;史建立;张志斌;;基于三相电压型逆变器STATCOM的研究[A];第二十届电工理论学术年会论文集[C];2008年
8 谢克明;李国勇;;中储式制粉系统解耦控制系统[A];1994年中国控制会议论文集[C];1994年
9 凌呼君;;交流电动机的解耦控制模型[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
10 杨霞;李新叶;吴红波;郭庆鼎;;三相电压源逆变器中d,q电流分量的解耦控制[A];第十一届中国小电机技术研讨会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 苑国峰;清华大学推出新型风力发电技术[N];中国电子报;2003年
2 江苏大学 朱熀秋 瑞士苏黎世联邦工学院 J.Hugel;无轴承电机研究和应用前景[N];科技日报;2004年
3 ;清华大学研发出双馈变速恒频风力发电技术[N];今日信息报;2003年
4 本报记者 朱伟光 通讯员 王春晖;边信黔:给蔚蓝色的梦想定位[N];光明日报;2009年
5 本报记者 陈瑜;姜杰:稳定控制送“嫦娥”精确入轨[N];科技日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄健康;铝合金脉冲MIG焊过程多信息分析及解耦控制[D];兰州理工大学;2010年
2 王军;基于LonWorks技术的变风量空调多变量解耦控制的研究[D];西安建筑科技大学;2003年
3 邱焕耀;模糊控制、神经网络和变结构控制的交叉结合及其应用研究[D];华南理工大学;1999年
4 李帆;不确定性系统的解耦控制与稳定裕度分析[D];西北工业大学;2001年
5 杨勇;多自由度液压伺服系统的控制策略研究[D];中南大学;2006年
6 卜文绍;无轴承电机通用磁悬浮模型及解耦控制系统研究[D];华中科技大学;2007年
7 杨俊华;无刷双馈风力发电系统及其控制研究[D];华南理工大学;2006年
8 王晓雷;气动隔振器及八作动器隔振平台控制问题研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
9 任新意;1420冷连轧机板形板厚控制数理建模与仿真[D];燕山大学;2012年
10 王广柱;电压型变换器抛物线法电流控制技术研究[D];山东大学;2008年
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1 闵娟;解耦技术在工业窑炉控制系统中的应用研究[D];武汉理工大学;2005年
2 薛昊洋;广义PID神经网络在单元机组协调控制系统中的应用[D];华北电力大学(河北);2006年
3 程云娃;多变量广义预测控制算法的研究[D];北京化工大学;2005年
4 张坚;神经网络控制技术在现代电站中的应用[D];重庆大学;2003年
5 黎国强;火电厂全程给水控制优化研究[D];武汉大学;2004年
6 陈炜;煤气混合加压过程智能解耦控制方法的研究与应用[D];中南大学;2005年
7 曹亮;基于预测控制技术的变风量控制研究[D];华中科技大学;2006年
8 缪敏娜;基于DSP的磁悬浮轴承控制系统的研究[D];东华大学;2008年
9 谢海鹤;半导体激光器的解耦控制理论及方法研究[D];南昌航空大学;2009年
10 张建宇;基于神经网络的解耦控制研究[D];华北电力大学(河北);2005年
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