一、焊接专家──黄石生(论文文献综述)
姜久文[1](2015)在《高速列车车体铝合金焊接智能化知识体系研究》文中研究表明随着焊接技术的发展,实现焊接知识的数字化管理与共享越来越凸显出其重要性,研究智能化知识体系,对于完善焊接知识体系,促进焊接工艺知识的积累和创新,推进焊接工艺数字化工作进展,更好的为产品项目服务,具有十分重要的意义。本课题针对焊接行业的需求,研发焊接工艺数据库及专家系统,实现焊接工艺自动设计,优化工艺评定、知识库的管理及校核等内容,为优化焊接工艺,提高产品可靠性提供一个全方位的软件体系。首先,本文对高速列车车体铝合金焊接智能化知识体系整体结构进行了研究,并建立了集知识系统、开发环境和操作环境一体的多层次知识体系。采用知识均布方法对知识库中重复覆盖的知识进行处理,空白知识区间则采用焊接领域专家以及工程师人为经验进行覆盖。为了量化知识库中的知识的可靠性,本文引入知识置信度的概念表征不同知识源知识的可靠性。其次,本文按照铝合金焊接知识的分类,分别对确定性知识、规则类知识以及经验性知识的获取机制进行了研究。采用谓词逻辑和产生式表示法共同对知识库进行表示,建立基础数据库和综合数据库,完成高速列车车体铝合金焊接知识库的构建。再次,本文研究了一套基于B-P人工神经元网络模型的知识库校核系统,设计并实现了以常用焊接接头力学性能为指标的知识库的校核流程。根据预测结果与企业需求力学性能值的差值比例决定焊接工艺知识置信度的实际浮动值。最后,本文采用合适的开发技术与工具搭建了本系统的开发平台,并开发出一套基于浏览器/服务器(Browser/Server)网络模式的铝合金焊接专家系统。最后利用该系统分别对焊接工艺设计、工艺评定以及知识库的校核等模块的研究理论进行了验证。
刘金合,王士元,李丁昌[2](2013)在《焊接专业60年暨陕西省焊接学会50周年纪念》文中指出第一部分焊接专业成立60年1原苏联专家帮助建设焊接专业、培养焊接师资和焊接人才解放初期,我国的工业非常落后,很多工程技术领域在国内是空白。为了加速我国工业的建设步伐,聘请原苏联专家到国内大学任教,帮助建设新专业,培养工程技术人才。当时哈尔滨工业大学被国家确定为全国学习原苏联办学经验的两所重点大学之一,这样哈尔滨工业大学焊接工艺设备专业就应运而生。在焊接师资十分短缺的情况下,为加速人才培养,1952年,哈尔滨工业大学从50年入学的研究生中挑选了6名研究生进入第一届焊接师资研究班学习,成为第一届焊接师资研究班学员。1952年2月,聘请原苏联莫斯科包曼工业大学焊接专家普罗霍洛夫教授,来华负责焊接师资研究班学员的教学和论文指导工作。这6名学员是(按姓氏笔划顺序):田锡唐,1950年毕业于浙江大学机械
张红兵[3](2010)在《基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究》文中提出双丝脉冲MIG高速焊技术不仅可以提高焊接速度,而且可以加深熔深,增强焊缝韧性,减少焊缝的气孔现象,以其高效优质而成为国内外焊接领域的研究热点。双丝焊不是单丝焊的简单堆砌,传统的集中控制式焊接系统及分立的焊接辅助设备无法满足双丝焊精确协同控制和自动化焊接的需要。分布式控制系统是双丝脉冲MIG高速焊的理想系统架构。其设计思想是,每个焊接设备,如焊接电源、送丝机、行走机构、冷却水箱、储气罐和手动控制盒等,都设计为可独立求解局部问题的嵌入式智能控制单元,它们通过现场总线共享焊接过程信息,并籍此严格按照时序紧密协作共同完成双丝焊过程。这种架构既解决了双丝焊的协同控制问题,也提高了焊接自动化水平。焊接智能控制单元是硬实时嵌入式系统,它包括数据库、控制、环境反应和通信四大模块,本文从硬件、软件和控制算法三个方面对其研究。以ARM为嵌入式系统的核心设计了具有CAN总线通信能力的数字化弧焊逆变电源和送丝机。ARM的数字化PWM发生器提高了弧焊逆变电源和送丝机的静态特性和动态响应能力。采用嵌入式实时多任务操作系统μC/OS-Ⅱ可以提高弧焊逆变电源和送丝机等焊接设备的异常事件的响应速度和软件可靠性。将焊接过程的所有内容划分为不同的任务,并定义了任务的优先级别。重要的任务优先级别高。为避免多个任务同时对同一个共享资源的访问,引入信号量以确定共享资源的访问机制。重要任务将处理数据的结果以消息邮箱的形式传递给其他非重要的任务以提高数据处理速度。CAN总线是焊接设备共享信息的通信媒介。开发了用于焊接设备信息交互的焊接通信协议,为焊接设备的开放性、互操作性与互换性奠定了基础。采用全双工方式的RS-422总线构建了双丝脉冲MIG高速焊系统中主从弧焊逆变电源之间的局域高速总线,并定义了完整的通信协议。研究了模糊逻辑控制技术在双丝焊中的应用。以峰值弧压偏差和偏差变化率为输入量,以脉冲基值时间为输出量,采用模糊智能控制器控制双丝焊过程中的弧压从而保持弧长的稳定。采用Fuzzy-PID控制器和模糊推理思想,不断检测送丝速度,根据偏差和偏差变化率,对PID控制器的三个参数进行在线整定,使送丝机具备快速的动态响应能力和良好的恒速效果。构建了双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统并以此为基础进行了大量的试验。焊接设备通信正常并能紧密配合地完成自动焊接过程。双丝协同控制效果明显,主从机电弧的脉冲相位满足设计要求。弧焊逆变电源动、静态特性优良,焊接过程弧长稳定,焊接速度快、效率高。
庞清乐[4](2010)在《数字脉冲MIG弧焊电源的设计》文中进行了进一步梳理针对模拟控制和单片机控制的脉冲MIG弧焊电源控制系统灵活性差、控制精度低和可靠性差等缺点,设计了基于DSC和MCU的数字控制系统,并介绍了系统的硬件电路设计和软件流程.由DSC采用变参数PI控制方法实现电弧电压和焊接电流的闭环控制,PI控制的参数由MCU中的专家系统确定.在MCU上,对嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的内核进行了裁减和移植,并设计了包括专家系统在内的多个任务.结果表明,基于DSC和MCU的脉冲MIG焊接电源控制系统动态响应快、可靠性高、弧长控制稳定.
黄文超[5](2010)在《智能弧焊电源的优化控制及其专家系统》文中进行了进一步梳理随着电力电子技术和微处理器技术的进步,高性能电力开关元件和MCU、DSP等被不断地应用到弧焊电源领域,弧焊电源的数字化和智能化成为了当前研究的热点。智能弧焊电源具有参数一元化、参数自动生成、参数存储和自学习、多功能集成、工艺灵活控制、高精度控制和人性化操作界面等特点。本课题针对弧焊电源的国内外研究现状,对数字化焊接电源进行了优化控制,设计了焊接专家系统,研制出了基于不同控制核心的Power Pulse?Ⅰ型和Power Pulse?Ⅱ型智能弧焊电源。本文首先介绍了智能弧焊电源在国内外的研究和发展现状,分析了P-GMAW、DP-GMAW、熔滴过渡控制、弧压控制、波形控制、多功能整合、参数一元化和专家系统等关键技术,明确了课题研究的重要任务。文中第二章讨论了智能弧焊电源的总体设计方案。在功率电路拓扑的设计上,采用全桥逆变结构,并使用IGBT和非晶态变压器作为主要器件。针对不同的工艺要求和应用场合,提出了“MCU+硬件驱动”和“DSP集成控制”两种控制核心设计方案。设计了信号反馈和调理、PWM信号产生、IGBT驱动、送丝电路、各类信号检测电路,以及独立的人机交互系统,从而实现了硬件的模块化设计。针对智能弧焊电源的特点,设计了电源的系统控制软件。重点提出了P-GMAW、DP-GMAW工艺中的变频弧长控制,并引入了FIFO的队列结构,用于计算平均电压。设计了基于软件握手的人机交互系统通信协议,可以实现与主控板的准确、快速通信。创新性地提出了基于大步距标定和局部Newton插值算法的参数自调节方案,论述了参数的多属性存储原理。搭建了完整的智能弧焊电源实验平台,对电源的恒流、恒压特性(包括静态特性和动态特性)进行了详细的测试,还对送丝系统进行了测试,获得了控制量与送丝速度的对应关系。对弧焊工艺的各过程控制进行了优化。分析了连续PID控制的特点,并用实验法对PID参数进行了整定,获得了最佳的PID参数。分析了自适应模糊PID控制的原理,用MATLAB对该算法进行了仿真,证实了算法的有效性。此外,优化了起弧控制,采用特殊波形起弧,大大提高了起弧成功率。采用输出端滤波降压控制,可以将输出电压控制在理想的水平。重点论述了熔滴过渡优化控制,对各种不同焊丝的一脉一滴临界电流曲线进行了标定。通过大量工艺试验,对CO2焊钢、P-GMAW焊钢、DP-GMAW焊铝等工艺的焊接参数进行了大步距标定。并且通过试验证明了基于大步距标定和局部Newton插值的参数自调节算法的有效性。
段彬[6](2010)在《全数字脉冲逆变焊接电源控制策略与应用的研究》文中提出逆变焊接电源的数字化是全面提高焊接质量的有效途径。焊接电源是一个典型的弱电控制强电的设备,工作在高电压、大电流、强干扰的恶劣环境中,这为数字控制系统的信号获取和稳定运行带来了巨大的困难,尤其是脉冲焊接方式对控制系统的实时性和可靠性要求较高,迫切需要相关理论和控制策略的深入研究。本文在对国内外焊接电源发展现状调研的基础上,针对其数字化过程中的关键问题和难点,进行了深入、系统的研究。本文分析了脉冲焊接电源主变压器原边电流和副边电流的特点,讨论了基于这两种电流反馈模式的焊接电源数字化的优缺点,提出了以副边电流为脉冲宽度调制(PWM)控制器和焊接电流闭环的反馈信号,并与原边电流共同产生PWM调节脉冲的双闭环数字化思想,解决了数字控制系统难以满足原边电流反馈模式的高速要求和副边电流反馈模式不具备抑制偏磁能力的难题。提出了以现场可编程门阵列(FPGA)为主控制器的焊接电源主回路和控制回路的全数字化设计方案,阐述了整个焊接电源的设计思路和研究主线。根据各元器件的实际参数,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混合建模与仿真;建立了动态焊接过程的系统数学模型,定量分析了各物理量变化机理和各参数对系统动态响应过程的影响,指出了焊接电流和电弧电压控制的意义,有效预测了脉冲MIG焊接电源的工作过程,为进一步研究指明了方向。在分析了脉冲电流信号特点和噪声形成机理的基础上,提出了一种新的滤波思想,即对微秒级的焊接电流信号去噪,进而获得整个波形的有用信息。先后研究并提出了改进的IIR Butterworth滤波器、改进的小波去噪方法和基于Kalman预测的信号处理方法。焊接试验表明尽管IIR Butterworth滤波器运算简单,在小电流下能够保证正常焊接,但随着电流增大,干扰变大,滤波性能变差;而基于阈值和模极大值的小波去噪方法,能够很好地提取有用信号特征,但实时性差,仅可应用在焊接电源工艺评判等场合。根据信号和噪声的特点,首次将基于Kalman预测的信号处理方法在数字焊接电源中应用,解决了高速数字PWM控制器对反馈电流精度和信号实时处理速度要求均较高的问题;焊接试验表明该方法能够最大程度的降低过程噪声和测量噪声,产生精确的PWM信号,保证全数字脉冲焊接电源稳定、可靠地工作。针对焊接电源中现有控制策略参数调节麻烦和控制性能不高的问题,提出了采用高速并行智能算法在线调整PID参数的焊接电流自适应控制策略。从参数的编、译码操作和适应度函数等角度,对标准遗传算法(GA)进行了改进,研究了混沌自适应GA-PID算法;方波焊接试验表明尽管它比目前焊接电源中常用的试凑法更加简便和快捷,但由于模型参数等方面的误差,离线得到的参数组合并非最优。进而对BP神经网络(ANN)进行了全面优化和改进,研究了适于逆变焊接电源的专家自适应神经网络(EAANN) PID控制策略,解决了非线性焊接系统和复杂焊接工艺的自适应控制难点;焊接试验表明基于该算法的焊接电流闭环控制器,能够实现熔滴过渡的脉冲焊接电流的精细控制,为达到较高的焊接质量奠定了基础。在对弧长调节和熔滴过渡理论研究的基础上,结合仿真章节的部分结论,提出了弧长和熔滴过渡的多维脉冲波形参数模糊调整的控制策略,解决了焊接过程易受各种扰动影响的问题,保证了弧长的快速稳定、熔滴的均匀过渡和稳定的引、收弧。提出了短路双环控制方法,完善了焊接系统控制策略,有效解决了焊缝熔合不佳(弯曲、咬边等)、焊接飞溅较大等难题。试验表明焊接过程稳定,熔滴过渡一致性好,焊缝成形美观,焊接质量较高。根据脉冲焊接工艺和系统设计方案,研究并设计了基于硬开关的主回路系统、基于FPGA的主控系统和基于32位MCU的上位机系统。针对研究的控制策略的特点,提出了基于流水线技术和优化时序逻辑的VHDL设计理念,解决了高速、并行的控制策略运算问题;并验证了所提出的全数字焊接电源设计方案。利用研究成果,研制了符合国家焊接电源标准的全数字智能脉冲MIG逆变焊接电源,进行了焊接试验和焊接质量检测,并在天然气管道集输工程和铝合金游艇建造工程中应用。相比模拟驱动的焊接电源,它在焊缝质量、飞溅量、电弧性能和系统抗干扰性等各方面都有很大的改进,取得了高质量的焊接效果。
李朋[7](2009)在《GMAW-P焊熔滴过渡协同控制的研究》文中进行了进一步梳理GMAW-P焊(Pulsed Gas Metal Arc Welding,脉冲熔化极气体保护焊)是一种高效、优质焊接方法,主要利用脉冲电流来控制熔滴过渡,减小飞溅,改善焊缝成形,提高焊缝质量。GMAW-P焊可在平均电流小于喷射过渡电流情况下实现稳定的喷射过渡,可实现薄板、厚板等多种板厚及全位置的焊接。GMAW-P焊还特别适合热敏感材料的焊接,应用范围越来越广泛。为满足更高焊接质量要求而产生的新工艺等都对焊接设备提出了更高的要求。一脉一滴是GMAW-P焊的中最理想的一种熔滴过渡形式,通过对熔滴过渡的协同控制进行研究实现稳定的一脉一滴,提高电弧稳定性,进而进一步提高焊接工艺性能。本课题在分析GMAW-P焊熔滴过渡物理现象的基础上,阐明GMAW-P焊熔滴过渡行为中的焊丝熔化、熔滴受力分析、影响GMAW-P焊熔滴过渡的因素及其规律,设计具有过渡区的脉冲电流控制波形,增强了熔滴的可控性。实现熔滴过渡的协同控制和当前周期的弧长闭环控制,提高了弧长一致性,保证了焊接质量。本文在Matlab/Simulink环境下对数字控制的GMAW-P焊控制系统进行了建模、仿真,为进一步研究先进控制算法提供了很好的平台。控制回路采用MCU+DSP双机构建的全数字控制系统,数字送丝机、显示板、主控板组成焊机网络,各部件之间通过数字通讯联接。该系统通过软件实现电流波形的精细控制和弧长的闭环控制,控制灵活,具有较高的精确性和一致性。焊接专家系统内置焊接工艺参数,包括多种焊丝的脉冲参数、一元化调节表格、动态调节系数。实验结果表明,基于全数字控制的GMAW-P焊机,对熔滴过渡的控制能力较强,可实现稳定的一脉一滴的过渡形式,有较高的弧长一致性,通过改变脉冲电流波形可实现多种材料的焊接。
何宽芳,黄石生,孙德一,李鹏[8](2008)在《面向埋弧焊的专家系统》文中研究表明将数据库技术融入到专家系统的开发中,提出了基于数据库的框架知识表示方法和基于数据库结构的埋弧焊知识库建立方法,开发了面向埋弧焊特定需求的专家系统,详细介绍了该埋弧焊专家系统的知识获取、知识库管理、咨询与推理原理及实现.系统运行表明,由于该专家系统引入了数据库技术,实现了知识与推理机制的统一,较好地解决了知识库的关键问题——维护与管理,便于系统的完善与升级,系统具有操作方便、功能实用、界面友好等特点.
康丽,汤楠,穆向阳[9](2008)在《焊缝跟踪系统及焊接过程智能控制技术的研究》文中研究指明焊缝跟踪过程的自动化和智能化是未来焊接技术的发展方向。文章介绍了经典控制、模糊控制、专家系统、神经网络和复合控制智能控制理论及其在焊接过程控制的应用,分析和探讨了焊接过程智能控制技术的发展现状及趋势。为以后智能焊接技术的研究提供了理论基础。
许梦龙[10](2007)在《移动式焊接机器人的控制系统研究》文中指出本文针对移动式焊接机器人的结构特点和控制要求,建立了移动式关节机器人的运动学动力学模型,将动力学约束的时间最优算法和模糊控制算法应用于焊缝的跟踪过程,并设计了移动式焊接机器人的DSP控制系统试验平台。本文通过将轮式移动机器人移动非完整约束部分的运动学模型和关节机器人的运动学模型相结合,建立了整体结构的运动学动力学模型,并进行了末端轨迹的仿真。本文将动力学约束的时间最优算法加入到焊缝跟踪的过程,提高了焊缝跟踪过程中的力学性能和稳定性。同时,设计了焊枪跟踪过程的模糊跟踪控制器,采用偏差量和偏差变化量作为模糊控制器的输入,通过二维模糊控制算法得出控制电机调整焊枪偏差的控制量。跟踪控制对比实验表明,采用模糊算法的焊缝跟踪控制可以实现平滑调节的跟踪过程。设计了基于LF2407A DSP芯片的机器人控制系统试验平台,进行了硬件电路的设计和调试,并编写调试了控制模块的子程序。
二、焊接专家──黄石生(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、焊接专家──黄石生(论文提纲范文)
(1)高速列车车体铝合金焊接智能化知识体系研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
注释表 |
缩略词 |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 铝合金焊接专家系统国内外研究现状与发展趋势 |
1.2.1 铝合金焊接专家系统国外研究现状 |
1.2.2 铝合金焊接专家系统国内研究现状 |
1.2.3 铝合金焊接专家系统发展趋势状 |
1.3 人工神经元网络在焊接中的应用 |
1.3.1 人工神经元网络简介 |
1.3.2 人工神经元网络在焊接中的应用 |
1.4 本课题主要研究内容 |
第二章 高速列车车体铝合金焊接多层次知识体系架构的建立 |
2.1 铝合金焊接智能化多层次知识体系结构设计 |
2.2 铝合金焊接知识置信度的研究 |
2.3 铝合金焊接知识均布方法的研究 |
2.3.1 知识均布方法 |
2.3.2 知识置信度设置方法 |
2.3.3 空白知识区间处置方法 |
2.4 铝合金焊接整体置信度求解模型的建立 |
2.5 整体置信度应用 |
2.6 本章小结 |
第三章 高速列车车体铝合金焊接知识库的研究 |
3.1 高速列车车体铝合金焊接知识库设计 |
3.1.1 铝合金焊接知识的分类 |
3.1.2 铝合金焊接知识库整体结构设计 |
3.1.3 铝合金焊接知识库表示方法的研究 |
3.2 高速列车车体铝合金焊接知识库知识获取机制的研究 |
3.2.1 确定性知识获取机制 |
3.2.2 规则类知识获取机制 |
3.2.3 经验性知识获取机制 |
3.3 高速列车车体铝合金焊接知识库的构建 |
3.3.1 知识库知识的表示 |
3.3.2 基础数据库的构建 |
3.3.3 综合数据库的构建 |
3.4 本章小结 |
第四章 高速列车车体铝合金焊接知识库的校核 |
4.1 高速列车车体铝合金焊接知识库校核流程设计 |
4.2 B-P人工神经元网络校核模型的研究 |
4.2.1 B-P人工神经元网络校核模型的设计 |
4.2.2 B-P人工神经元网络校核模型的封装 |
4.3 高速列车车体铝合金焊接知识库校核结果处置办法的研究 |
4.4 高速列车车体铝合金焊接知识置信度浮动算法的研究 |
4.5 本章小结 |
第五章 高速列车车体铝合金焊接专家系统的设计与实现 |
5.1 高速列车车体铝合金焊接专家系统开发平台的搭建 |
5.1.1 铝合金焊接专家系统开发语言的选择 |
5.1.2 铝合金焊接专家系统开发框架的研究 |
5.1.3 铝合金焊接专家系统设计模式的研究 |
5.1.4 铝合金焊接专家系统数据存储平台的建设 |
5.2 高速列车车体铝合金焊接专家系统网络架构与开发框架的选择 |
5.2.1 铝合金焊接专家系统网络架构的选择 |
5.2.2 客户端开发框架的选择 |
5.2.3 服务端开发框架的选择 |
5.3 高速列车车体铝合金焊接专家系统推理机的设计 |
5.4 高速列车车体铝合金焊接专家系统总体结构设计 |
5.5 高速列车车体铝合金焊接专家系统功能实现 |
5.5.1 工艺设计系统功能实现 |
5.5.2 工艺评定系统功能实现 |
5.5.3 知识库校核系统功能的实现 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
(3)基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 双丝MIG 焊的优点 |
1.2 双丝焊的分类与研究现状 |
1.2.1 双丝焊的分类 |
1.2.2 国外双丝MIG 焊的研究现状 |
1.2.3 国内双丝MIG 焊的研究现状 |
1.3 数字化弧焊逆变电源的发展 |
1.3.1 模拟弧焊电源 |
1.3.2 单片机控制的弧焊逆变电源 |
1.3.3 弧焊逆变电源的数字化 |
1.4 焊接设备的网络通信 |
1.5 嵌入式实时操作系统在焊接领域中的应用 |
1.5.1 嵌入式实时操作系统 |
1.5.2 嵌入式实时操作系统在焊接设备上的应用 |
1.6 双丝焊过程的智能控制 |
1.7 目前双丝脉冲MIG 焊系统存在的主要问题 |
1.8 本研究课题的来源及主要研究内容 |
第二章 双丝焊分布式控制系统的构建 |
2.1 焊接单元与仪表控制系统 |
2.2 早期焊接单元的基地式仪表构成 |
2.3 单元式组合仪表与现代焊接单元雏形 |
2.4 分布式控制系统 |
2.4.1 分布式控制系统的定义 |
2.4.2 分布式控制系统的体系结构 |
2.4.3 分布式控制系统构建的双丝焊接单元 |
2.4.4 分布式控制系统构建的焊接系统 |
2.5 智能控制单元的定义及内部结构模型 |
2.6 多个智能控制单元的协作 |
2.7 焊接加工过程信息流特征描述 |
2.8 智能控制单元的设计要求 |
2.9 现场总线 |
2.9.1 CAN 总线 |
2.9.2 焊接设备CAN 节点的设计 |
2.9.3 CAN 控制器的初始化与智能控制单元描述 |
2.10 焊接通信协议 |
2.10.1 定义焊接通信协议的优点 |
2.10.2 报文传输与帧格式定义 |
2.10.3 焊接设备的标识符的定义 |
2.11 数据的发送与接收 |
2.12 本章小结 |
第三章 基于ARM 的数字化弧焊逆变电源 |
3.1 双丝焊主从机逆变主电路的拓扑结构 |
3.2 逆变电源等效电路及其传递函数 |
3.3 控制系统的方案设计 |
3.3.1 对控制系统的要求 |
3.3.2 控制系统的组成与工作原理 |
3.4 数字PWM 的核心 |
3.4.1 ARM 简介 |
3.4.2 脉宽调制信号PWM 的产生 |
3.4.3 逆变频率的合理选择与软件设定 |
3.5 IGBT 驱动电路 |
3.6 焊接电流采样电路 |
3.7 电弧电压调理电路 |
3.8 基于GAL 的PWM 保护电路 |
3.9 双丝焊需要解决的磁偏吹的问题 |
3.10 解决磁偏吹问题的设计方案 |
3.11 双丝焊局域高速总线的设计 |
3.11.1 主机从机脉冲电流波形存在时间间隙 |
3.11.2 局域高速总线通信方式的选择 |
3.11.3 局域高速总线的硬件电路 |
3.11.4 通信命令格式 |
3.11.5 握手协议 |
3.12 电磁兼容性和硬件抗干扰技术 |
3.13 本章小结 |
第四章 嵌入式操作系统与弧焊逆变电源的软件设计 |
4.1 嵌入式操作系统的优势与选择 |
4.1.1 弧焊逆变电源与实时嵌入式系统 |
4.1.2 双丝焊对弧焊逆变电源动态特性的要求 |
4.1.3 传统控制软件的缺陷 |
4.1.4 嵌入式实时多任务操作系统 |
4.1.5 操作系统的选择 |
4.2 μC/OS-Ⅱ的移植 |
4.3 任务的划分与管理 |
4.4 资源的管理与信号量 |
4.5 焊接过程中的消息传递 |
4.6 时钟节拍与中断 |
4.7 逆变电源的软件总体设计 |
4.8 恒流控制算法 |
4.8.1 数字PID 控制基础 |
4.8.2 积分分离PID 控制算法 |
4.9 软件抗干扰技术 |
4.9.1 防脉冲干扰的递推平均滤波法 |
4.9.2 软件看门狗技术 |
4.10 本章小结 |
第五章 基于ARM 的弧长模糊智能控制 |
5.1 双丝脉冲MIG 高速焊弧长控制的机理 |
5.2 模糊控制参量的确定 |
5.3 模糊控制相关理论 |
5.4 查表方式的模糊控制器 |
5.5 基于MATLAB 的模糊控制器的设计 |
5.5.1 变量的模糊化 |
5.5.2 隶属度函数的确定 |
5.5.3 模糊控制规则的建立 |
5.5.4 解模糊判决 |
5.5.5 模糊控制表的生成 |
5.5.6 模糊控制算法在ARM 上的实现 |
5.6 本章小结 |
第六章 送丝机的在线实时模糊自整定PID 控制 |
6.1 基于ARM 的送丝系统的特点 |
6.2 PWM 控制的直流电机可逆调速的原理 |
6.3 送丝机硬件电路设计 |
6.4 送丝速度的模糊PID 控制 |
6.5 送丝机恒定送丝速度试验 |
6.6 本章小结 |
第七章 双丝脉冲MIG 高速焊试验研究 |
7.1 测试对象及对测试工具的要求 |
7.2 测试平台与测试设备 |
7.3 CAN 总线通信试验及焊接设备协作功能测试 |
7.4 弧焊逆变电源的PWM 波形测试 |
7.5 脉冲状态下的PWM 波形占空比的变化 |
7.6 电源静态特性的测试 |
7.7 逆变电源静态特性边界的理论分析 |
7.7.1 静态特性边界的定义 |
7.7.2 静态特性曲线边界的理论分析 |
7.8 嵌入式实时多任务操作系统对动态响应速度的影响 |
7.9 动态特性测试 |
7.10 模拟负载情况下脉冲电流波形 |
7.11 上坡焊试验验证弧长的模糊逻辑控制 |
7.12 局域高速总线对主从电源的同步 |
7.13 双丝脉冲MIG 高速焊试验 |
7.14 本章小节 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附录 |
(4)数字脉冲MIG弧焊电源的设计(论文提纲范文)
0 序 言 |
1 脉冲MIG焊机系统结构 |
1.1 系统的总体结构 |
1.2 控制系统结构 |
2 主控系统硬件设计 |
2.1 DSC电路 |
2.2 MCU电路 |
2.3 模拟量通道设计 |
2.4 开关量通道设计 |
2.5 通信和总线接口 |
3 脉冲MIG焊接电源控制算法 |
3.1 控制系统框图 |
3.2 变参数PI控制算法 |
3.3 焊接专家系统 |
4 软件设计 |
4.1 DSC程序设计 |
4.2 焊接专家系统程序设计 |
5 试验验证 |
6 结 论 |
(5)智能弧焊电源的优化控制及其专家系统(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 智能弧焊电源的研究与发展现状 |
1.1.1 智能弧焊电源概述 |
1.1.2 智能弧焊电源的国内外研究现状 |
1.2 智能弧焊电源关键技术研究现状 |
1.2.1 P-GMAW |
1.2.2 DP-GMAW |
1.2.3 熔滴过渡控制 |
1.2.4 弧压控制 |
1.2.5 波形控制 |
1.2.6 传统工艺优化和多功能整合 |
1.2.7 参数一元化和专家系统 |
1.3 本课题的研究意义 |
1.4 本课题研究的主要内容 |
第二章 智能弧焊电源的硬件设计方案 |
2.1 智能弧焊电源总体设计 |
2.2 功率电路的选择和设计 |
2.3 控制核心的选择和设计 |
2.3.1 基于MCU 的核心设计 |
2.3.2 基于DSP 的核心设计 |
2.4 模块化电路单元设计 |
2.4.1 信号反馈和调理 |
2.4.2 PWM 信号产生及驱动 |
2.4.3 IGBT 驱动电路 |
2.4.4 送丝电路 |
2.4.5 监测电路 |
2.5 人机交互系统设计 |
2.5.1 面板功能设计 |
2.5.2 人机交互系统总体结构设计 |
2.5.3 控制芯片选型和设计 |
2.5.4 CPLD 选型和设计 |
本章小结 |
第三章 智能弧焊电源的软件设计思想 |
3.1 系统流程的控制思想 |
3.2 CO_2 焊的过程控制思想 |
3.3 P-GMAW 的过程控制思想 |
3.4 DP-GMAW 的过程控制思想 |
3.5 面板及通信程序设计 |
3.5.1 CPLD 逻辑设计 |
3.5.2 MCU 程序设计 |
3.5.3 通信协议设计 |
3.6 存储和一元化算法 |
3.7 基于大步距标定和局部Newton 插值的参数自调节算法 |
3.7.1 大步距标定 |
3.7.2 参数自动生成原理 |
3.7.3 局部Newton 插值算法 |
本章小结 |
第四章 试验系统平台 |
4.1 试验系统平台介绍 |
4.2 硬件电路测试 |
4.3 静态特性测试 |
4.3.1 恒流特性测试 |
4.3.2 恒压特性测试 |
4.4 动态特性测试 |
4.4.1 恒流动态特性 |
4.4.2 恒压动态特性 |
4.5 送丝系统测试 |
本章小结 |
第五章 弧焊过程的优化控制 |
5.1 PID 参数的整定和优化 |
5.1.1 连续PID 控制 |
5.1.2 基于MCU 和硬件驱动的PID 控制参数设计和优化 |
5.1.3 自适应模糊PID 控制 |
5.1.4 基于MATLAB 和DSP 的模糊PID 自整定算法和仿真 |
5.2 特殊电流起弧控制 |
5.3 滤波降压控制 |
5.4 一脉一滴控制 |
5.4.1 P-GMAW 的熔滴过渡 |
5.4.2 一脉一滴临界电流的标定 |
本章小结 |
第六章 工艺试验和专家系统 |
6.1 CO_2 焊钢工艺 |
6.1.1 0.8mm 碳钢焊丝 |
6.1.2 1.2mm 碳钢焊丝 |
6.1.3 1.6mm 碳钢焊丝 |
6.2 P-GMAW 焊钢工艺. |
6.2.1 0.8mm 碳钢焊丝. |
6.2.2 1.2mm 碳钢焊丝. |
6.2.3 1.6mm 碳钢焊丝. |
6.3 DP-GMAW 焊铝工艺. |
6.3.1 1.2mm 铝合金(ER4043)焊丝 |
6.3.2 1.6mm 铝合金(ER4043)焊丝 |
本章小结 |
结论 |
1、主要研究成果和结论 |
2、本文的创新点 |
3、进一步研究工作的展望和设想 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的与学位论文内容相关的学术论文 |
致谢 |
(6)全数字脉冲逆变焊接电源控制策略与应用的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究的背景及意义 |
1.2 逆变弧焊电源的研究现状 |
1.3 脉冲焊接电源的研究现状 |
1.3.1 脉冲MIG焊的特点及其研究现状 |
1.3.2 数字脉冲焊接电源的研究现状 |
1.3.3 智能控制在数字脉冲焊接电源中的应用 |
1.3.4 脉冲焊接电源发展方向和存在的问题 |
1.4 本文的主要工作及章节安排 |
1.4.1 主要工作 |
1.4.2 章节安排 |
第二章 全数字脉冲焊接电源系统方案研究 |
2.1 脉冲MIG焊对焊接电源的需求 |
2.2 脉冲MIG焊接电源主回路数字化研究 |
2.2.1 原边电流和副边电流分析 |
2.2.2 基于原边电流反馈的主回路数字化研究 |
2.2.3 基于副边电流反馈的主回路数字化研究 |
2.3 基于FPGA的全数字脉冲焊接电源系统研究 |
2.4 脉冲MIG焊接电源全数字化的几个关键问题及难点 |
2.5 本章小结 |
第三章 全数字脉冲焊接电源系统建模与仿真 |
3.1 焊接系统建模与仿真的意义 |
3.2 脉冲焊接电源的建模与仿真 |
3.2.1 输入整流模型 |
3.2.2 主回路物理模型 |
3.2.3 PWM波形发生器 |
3.2.4 脉冲焊接电流闭环系统模型与仿真 |
3.2.5 主回路数学模型 |
3.2.6 焊丝干伸长压降模型 |
3.2.7 脉冲电流波形发生器 |
3.2.8 脉冲MIG焊接电弧模型 |
3.2.9 焊丝熔化速度模型 |
3.2.10 弧长动态变化模型与仿真 |
3.2.11 系统整体模型与仿真 |
3.3 本章小结 |
第四章 全数字脉冲焊接电源信号Kalman预测处理研究 |
4.1 数字信号处理对焊接电源的意义 |
4.2 焊接反馈信号分析及滤波思想研究 |
4.2.1 基于微秒级信号的新滤波思想 |
4.2.2 改进的IIR Butterworth数字滤波研究 |
4.2.3 基于改进的阈值和模极大值的小波去噪研究 |
4.2.4 焊接试验及存在的问题 |
4.3 基于Kalman预测的全数字焊接电源信号处理研究与应用 |
4.3.1 反馈信号Kalman预测方程的建立 |
4.3.2 残差去噪方法的研究与仿真实验 |
4.3.3 焊接试验 |
4.4 本章小结 |
第五章 全数字脉冲焊接电源智能控制策略研究 |
5.1 全数字脉冲MIG焊接电源对控制策略的需求 |
5.1.1 焊接电流闭环控制的需求分析 |
5.1.2 弧长稳定和熔滴过渡的需求分析 |
5.2 基于EAANN-PID算法的焊接电流控制策略研究 |
5.2.1 焊接电流ICAGA-PID控制算法的研究及存在的问题 |
5.2.2 基于EAANN-PID算法的焊接电流控制策略研究与仿真 |
5.2.3 焊接试验 |
5.3 基于模糊算法的弧长与熔滴过渡控制策略研究 |
5.3.1 弧长和熔滴过渡的新控制策略 |
5.3.2 短路双环控制策略研究 |
5.3.3 多输入多输出模糊算法研究及其控制器设计 |
5.3.4 焊接试验 |
5.4 本章小结 |
第六章 全数字智能脉冲MIG焊接电源系统设计 |
6.1 全数字脉冲MIG焊接电源系统概述 |
6.2 全数字脉冲MIG焊接电源主回路设计 |
6.3 全数字脉冲MIG焊接电源控制系统硬件设计 |
6.4 全数字脉冲MIG焊接电源系统软件设计 |
6.4.1 基于FPGA的主控系统软件设计 |
6.4.2 基于32位MCU的上位机软件设计 |
6.4.3 系统抗干扰设计及可靠性研究 |
6.5 流水线优化设计在FPGA中的研究与应用 |
6.6 系统调试试验 |
6.7 本章小结 |
第七章 焊接试验与工程应用 |
7.1 焊接试验与分析 |
7.1.1 脉冲MIG焊接试验 |
7.1.2 焊接质量检测 |
7.2 工程应用及效果 |
7.2.1 天然气管道地面集输工程中的应用 |
7.2.2 铝合金游艇建造工程中的应用 |
7.3 本章小结 |
第八章 结论及展望 |
8.1 研究过程取得的主要结论 |
8.2 研究展望 |
附录A 系统调试与焊接试验相关图片 |
附录B 焊接质量检测与工程现场图片 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间完成的论文 |
攻读博士学位期间参加的科研项目 |
攻读博士学位期间获得的奖励 |
附件 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(7)GMAW-P焊熔滴过渡协同控制的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 三种熔滴过渡形式 |
1.2.1 多脉一滴 |
1.2.2 一脉一滴 |
1.2.3 一脉多滴 |
1.3 GMAW-P焊熔滴过渡的研究现状 |
1.3.1 峰值期间电能量恒定控制法 |
1.3.2 弧光通量检测控制及其传感技术 |
1.3.3 电弧音频检测控制法 |
1.3.4 激励熔滴振动过渡熔滴控制法 |
1.3.5 电弧电信号检测控制法 |
1.3.6 电弧光谱信号控制法 |
1.4 GMAW-P焊熔滴过渡控制的发展方向 |
1.4.1 协同化 |
1.4.2 数字化 |
1.4.3 智能化 |
1.4.4 精细化 |
1.5 本论文的研究背景及意义 |
1.6 本论文主要研究的内容 |
第2章 GMAW-P焊控制系统的设计 |
2.1 熔滴的过渡机理研究 |
2.1.1 焊丝的熔化 |
2.1.2 熔滴的受力分析 |
2.1.3 影响熔滴过渡的因素 |
2.2 控制波形的设计 |
2.2.1 普通脉冲波形 |
2.2.2 具有过渡区的脉冲波形 |
2.3 弧长闭环控制 |
2.3.1 电弧自调节能力 |
2.3.2 当前周期弧长闭环控制 |
2.3.3 减小短路对弧长的影响 |
2.4 焊接专家系统的建立 |
2.4.1 脉冲峰值电流和峰值时间 |
2.4.2 脉冲过渡电流和过渡时间 |
2.5 引弧设计 |
2.6 去球设计 |
2.7 本章小结 |
第3章 GMAW-P焊系统建模与仿真 |
3.1 电弧模型 |
3.1.1 电弧负载模型 |
3.1.2 弧长变化模型 |
3.2 熔化速度模型 |
3.3 波形控制器模型 |
3.4 附加模型 |
3.4.1 中心频率模型 |
3.4.2 峰值基值切换模型 |
3.5 系统仿真模型 |
3.6 本章小结 |
第4章 全数字化GMAW-P焊接系统设计 |
4.1 系统总体结构设计 |
4.2 主电路设计 |
4.3 控制电路设计 |
4.3.1 单片机的选型 |
4.3.2 DSP的选型 |
4.3.3 信号调理电路 |
4.3.4 通讯方式 |
4.3.5 印制板实物 |
4.4 软件系统设计 |
4.4.1 总体流程图 |
4.4.2 PI控制算法 |
4.4.3 弧长控制算法 |
4.5 抗干扰设计 |
4.5.1 硬件抗干扰措施 |
4.5.2 软件抗干扰措施 |
4.6 本章小结 |
第5章 协同控制 GMAW-P焊的实验研究 |
5.1 普通GMAW-P焊工艺方法 |
5.2 具有过渡区的GMAW-P工艺方法 |
5.2.1 峰值电流、峰值时间的影响 |
5.2.2 过渡电流的影响 |
5.2.3 过渡时间的影响 |
5.3 跃台阶焊接实验 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
作者攻读硕士期间发表的论文及成果 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(8)面向埋弧焊的专家系统(论文提纲范文)
1 基于数据库技术的知识库构建 |
1.1 数据库技术与知识库结合的优势 |
1.2 知识表示方法 |
1.3 知识在数据库中的表示 |
2 专家系统设计方案 |
2.1 用户接口 |
2.2 知识的归纳 |
2.3 焊接专家知识的分类 |
2.4 知识库的建立与管理 |
2.4.1 知识库建立 |
2.4.2 知识库管理 |
2.5 咨询与推理 |
3 结语 |
(9)焊缝跟踪系统及焊接过程智能控制技术的研究(论文提纲范文)
1 经典控制方法 |
2 模糊控制方法 |
2.1 模糊控制 |
2.2 焊接跟踪过程模糊控制 |
3 专家系统方法 |
3.1 专家系统 |
3.2 焊接专家系统 |
1) 工艺选择与工艺制定专家系统。 |
2) 焊接过程实时控制专家系统。 |
4 神经网络控制方法 |
4.1 神经网络 |
4.2 神经网络在焊接跟踪过程中的应用 |
5 复合控制方法 |
6 结论与展望 |
(10)移动式焊接机器人的控制系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 论文的选题意义 |
1.2 机器人的发展概况 |
1.2.1 工业机器人概述 |
1.2.2 焊接机器人概述 |
1.3 移动式焊接机器人控制系统概述 |
1.3.1 移动机器人信息传感技术 |
1.3.2 移动机器人控制器架构技术 |
1.3.3 移动机器人智能控制技术 |
1.4 本文主要研究内容 |
第2章 移动式焊接机器人运动学和动力学模型 |
2.1 非完整约束下轮式移动机器人运动学模型描述 |
2.2 移动式机器人及其操作臂运动学动力学分析 |
2.2.1 移动式机器人转动关节操作臂运动学模型 |
2.2.2 移动式机器人转动关节操作臂动力学模型 |
2.3 运动学模型仿真 |
2.4 本章小结 |
第3章 轮式移动焊接机器人焊缝跟踪算法研究 |
3.1 移动式焊接机器人焊缝跟踪概述 |
3.1.1 移动式焊接机器人焊缝自动跟踪方法 |
3.2 移动式焊接机器人焊缝跟踪问题的数学描述 |
3.3 时间最优控制方法在焊缝跟踪过程中的应用 |
3.3.1 移动式焊接机器人轨迹调较曲线 |
3.3.2 时间最优控制算法应用于焊缝跟踪方向控制 |
3.3.3 时间最优控制算法应用于焊缝跟踪速度控制 |
3.3.4 焊缝跟踪系统控制模拟试验 |
3.4 本章小结 |
第4章 焊枪跟踪过程的模糊跟踪控制算法 |
4.1 模糊控制基本原理 |
4.1.1 模糊控制的特点 |
4.1.2 模糊控制的数学基础 |
4.2 焊枪跟踪过程的初始条件 |
4.3 焊缝跟踪系统模糊控制算法 |
4.3.1 输入变量和输出变量词集的选择 |
4.3.2 论域的选择 |
4.3.3 比例因子的选择 |
4.3.4 隶属函数的选择 |
4.3.5 模糊控制规则 |
4.3.6 去模糊化 |
4.4 利用MATLAB进行模糊跟踪算法的设计 |
4.4.1 模糊跟踪算法粗调部分的设计 |
4.4.2 模糊跟踪算法细调部分的设计 |
4.5 模糊跟踪算法的试验 |
4.5.1 模糊控制器的实现 |
4.5.2 模糊控制算法仿真试验 |
4.6 本章小结 |
第5章 基于DSP2407的焊接机器人控制系统硬件设计 |
5.1 控制系统硬件组成总体设计 |
5.2 焊接机器人DSP控制系统各模块电路设计 |
5.2.1 DSP最小系统的设计 |
5.2.2 DSP控制系统通信接口设计 |
5.2.3 DSP控制系统外设选通和外扩存储器电路 |
5.2.4 DSP控制系统DAC数模转换模块电路的设计 |
5.3 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 本课题主要研究成果 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
作者及导师简介 |
附件 |
四、焊接专家──黄石生(论文参考文献)
- [1]高速列车车体铝合金焊接智能化知识体系研究[D]. 姜久文. 南京航空航天大学, 2015(07)
- [2]焊接专业60年暨陕西省焊接学会50周年纪念[A]. 刘金合,王士元,李丁昌. 第四届数控机床与自动化技术高层论坛论文集, 2013
- [3]基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D]. 张红兵. 华南理工大学, 2010(07)
- [4]数字脉冲MIG弧焊电源的设计[J]. 庞清乐. 焊接学报, 2010(08)
- [5]智能弧焊电源的优化控制及其专家系统[D]. 黄文超. 华南理工大学, 2010(03)
- [6]全数字脉冲逆变焊接电源控制策略与应用的研究[D]. 段彬. 山东大学, 2010(09)
- [7]GMAW-P焊熔滴过渡协同控制的研究[D]. 李朋. 山东大学, 2009(05)
- [8]面向埋弧焊的专家系统[J]. 何宽芳,黄石生,孙德一,李鹏. 华南理工大学学报(自然科学版), 2008(10)
- [9]焊缝跟踪系统及焊接过程智能控制技术的研究[J]. 康丽,汤楠,穆向阳. 山西科技, 2008(03)
- [10]移动式焊接机器人的控制系统研究[D]. 许梦龙. 北京化工大学, 2007(11)