MIG焊电流参数分析及稳流控制研究
发布时间：2021-08-08 11:49
双丝脉冲MIG焊因具有效率高、焊接速度快等优点在工业生产中得到了越来越广泛的关注。本文针对传统脉冲MIG焊存在受外界干扰影响大、参数调节困难等缺点,提出一种基于自抗扰控制器的改进脉冲MIG焊方式,旨在提高双丝焊接的抗干扰能力,以获得最佳的焊接性能。本文针对双丝脉冲MIG焊系统的各个重要组成部分电弧负载、弧长变化和电源控制进行原理分析与研究,分别建立符合应用实际的数学模型,利用MATLAB/Simulink仿真工具搭建脉冲推挽输出的双系统仿真模型。在建立的数学模型基础上推导脉冲输出电压与电弧端电压之间的函数关系,设计比例积分控制器和自抗扰控制器,完成整套电焊控制系统的设计运行。利用搭建的仿真模型,针对两套控制器的电压输出效果进行仿真对比,说明基于自抗扰控制器的脉冲MIG焊装置具有更好的脉冲电压输出能力、抗负载干扰性能。另外,通过对不同参数条件下（脉冲频率、占空比、高电压给定、低电压给定）输出脉冲电压与电流信号的对比,证明,脉冲频率和占空比作为影响最大的参数,对熔滴形成影响最大的参数高低电压给定,均需要保证在一定的范围内进行调节,以达到最佳的使用效果。
【文章来源】：沈阳大学辽宁省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 焊接技术介绍
1.3 选题意义与研究现状
1.4 自抗扰控制
1.5 MATLAB仿真软件介绍
1.6 主要研究内容
第2章 双丝脉冲MIG焊过程模型
2.1 系统介绍
2.2 模型建立
2.2.1 电源控制器模型
2.2.2 弧长变化模型
2.2.3 电弧负载模型
2.2.4 整体系统模型
2.3 本章小结
第3章 电压控制器设计
3.1 数学模型推导
3.2 传统PI控制器
3.3 自抗扰控制器设计
3.3.1 扩张状态观测器设计
3.3.2 控制率设计
3.4 本章小结
第4章 仿真与分析
4.1 双丝脉冲MIG焊仿真模型搭建
4.1.1 电源负载控制仿真模型
4.1.2 弧长变化仿真模型
4.1.3 电弧负载仿真模型
4.1.4 双丝脉冲MIG焊完整仿真模型
4.2 仿真对比研究
4.2.1 针对装置1的仿真对比
4.2.2 针对装置2的仿真对比
4.2.3 控制性能分析
4.3 端电压与送丝速度的变化对电流控制的影响
4.4 脉冲频率与占空比变化对仿真波形的影响
4.5 设定峰值电压对仿真波形的影响
4.6 设定基值电压对仿真波形的影响
4.7 本章小结
第5章 结论
参考文献
在学期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自抗扰控制的永磁同步电机速度跟踪控制[J]. 闫峰,夏斌,程燃. 组合机床与自动化加工技术. 2018(08)
[2]线性/非线性自抗扰切换控制在变载荷气动加载系统中的应用[J]. 刘福才,王立新,贾晓菁,米巨香. 机械工程学报. 2018(12)
[3]Al-Mg-Zn铝合金焊接接头力学性能研究[J]. 刘建,汪认,张志毅,张晓鸿,陈辉. 电焊机. 2017(08)
[4]双丝脉冲MIG焊的双脉冲焊接方法[J]. 吴开源,何祖伟,梁焯永,黄玺. 焊接学报. 2017(05)
[5]基于MATLAB的激光-脉冲MIG复合焊过程稳定性评价[J]. 杜杨,李桓,韦辉亮,薛宽. 焊接学报. 2017(04)
[6]激光对脉冲MIG焊熔滴过渡的改善作用[J]. 苏沚汀,李桓,韦辉亮,张玉昌. 焊接学报. 2016(09)
[7]DSP+MCU双核控制的脉冲MIG焊数字化控制系统[J]. 常春梅,陈克选,洪兆林,袁亮文,赖宇. 电焊机. 2016(08)
[8]基于电弧电压的铝合金脉冲MIG焊过程监测及稳定性分析[J]. 王梓懿,黄健康,何笑英,石玗,樊丁. 上海交通大学学报. 2016(S1)
[9]后中值波电流脉冲MIG焊工艺[J]. 朱强,姚屏. 广东技术师范学院学报. 2016(05)
[10]脉冲MIG焊熔滴过渡及电流波形控制[J]. 朱强,薛家祥,徐敏,姚屏. 热加工工艺. 2016(07)
博士论文
[1]双丝脉冲MIG焊熔滴过渡分数阶控制的研究[D]. 葛卫清.华南理工大学 2012
硕士论文
[1]自抗扰控制技术在永磁同步电机调速系统中的应用[D]. 彭秋铭.中国科学技术大学 2018
[2]永磁同步电机伺服系统的自抗扰控制策略研究[D]. 刘小朋.山东科技大学 2017
[3]大功率双丝脉冲MIG焊双电弧干扰及双脉冲优化控制研究[D]. 程佳.华南理工大学 2015
[4]脉冲MIG焊机的数字化控制系统研究与实现[D]. 徐腾飞.山东大学 2012
[5]数字化脉冲MIG焊机的研制[D]. 李述辉.兰州理工大学 2011
[6]双丝脉冲MIG焊工艺研究[D]. 刘辉.天津大学 2007
本文编号：3329902
【文章来源】：沈阳大学辽宁省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 焊接技术介绍
1.3 选题意义与研究现状
1.4 自抗扰控制
1.5 MATLAB仿真软件介绍
1.6 主要研究内容
第2章 双丝脉冲MIG焊过程模型
2.1 系统介绍
2.2 模型建立
2.2.1 电源控制器模型
2.2.2 弧长变化模型
2.2.3 电弧负载模型
2.2.4 整体系统模型
2.3 本章小结
第3章 电压控制器设计
3.1 数学模型推导
3.2 传统PI控制器
3.3 自抗扰控制器设计
3.3.1 扩张状态观测器设计
3.3.2 控制率设计
3.4 本章小结
第4章 仿真与分析
4.1 双丝脉冲MIG焊仿真模型搭建
4.1.1 电源负载控制仿真模型
4.1.2 弧长变化仿真模型
4.1.3 电弧负载仿真模型
4.1.4 双丝脉冲MIG焊完整仿真模型
4.2 仿真对比研究
4.2.1 针对装置1的仿真对比
4.2.2 针对装置2的仿真对比
4.2.3 控制性能分析
4.3 端电压与送丝速度的变化对电流控制的影响
4.4 脉冲频率与占空比变化对仿真波形的影响
4.5 设定峰值电压对仿真波形的影响
4.6 设定基值电压对仿真波形的影响
4.7 本章小结
第5章 结论
参考文献
在学期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自抗扰控制的永磁同步电机速度跟踪控制[J]. 闫峰,夏斌,程燃. 组合机床与自动化加工技术. 2018(08)
[2]线性/非线性自抗扰切换控制在变载荷气动加载系统中的应用[J]. 刘福才,王立新,贾晓菁,米巨香. 机械工程学报. 2018(12)
[3]Al-Mg-Zn铝合金焊接接头力学性能研究[J]. 刘建,汪认,张志毅,张晓鸿,陈辉. 电焊机. 2017(08)
[4]双丝脉冲MIG焊的双脉冲焊接方法[J]. 吴开源,何祖伟,梁焯永,黄玺. 焊接学报. 2017(05)
[5]基于MATLAB的激光-脉冲MIG复合焊过程稳定性评价[J]. 杜杨,李桓,韦辉亮,薛宽. 焊接学报. 2017(04)
[6]激光对脉冲MIG焊熔滴过渡的改善作用[J]. 苏沚汀,李桓,韦辉亮,张玉昌. 焊接学报. 2016(09)
[7]DSP+MCU双核控制的脉冲MIG焊数字化控制系统[J]. 常春梅,陈克选,洪兆林,袁亮文,赖宇. 电焊机. 2016(08)
[8]基于电弧电压的铝合金脉冲MIG焊过程监测及稳定性分析[J]. 王梓懿,黄健康,何笑英,石玗,樊丁. 上海交通大学学报. 2016(S1)
[9]后中值波电流脉冲MIG焊工艺[J]. 朱强,姚屏. 广东技术师范学院学报. 2016(05)
[10]脉冲MIG焊熔滴过渡及电流波形控制[J]. 朱强,薛家祥,徐敏,姚屏. 热加工工艺. 2016(07)
博士论文
[1]双丝脉冲MIG焊熔滴过渡分数阶控制的研究[D]. 葛卫清.华南理工大学 2012
硕士论文
[1]自抗扰控制技术在永磁同步电机调速系统中的应用[D]. 彭秋铭.中国科学技术大学 2018
[2]永磁同步电机伺服系统的自抗扰控制策略研究[D]. 刘小朋.山东科技大学 2017
[3]大功率双丝脉冲MIG焊双电弧干扰及双脉冲优化控制研究[D]. 程佳.华南理工大学 2015
[4]脉冲MIG焊机的数字化控制系统研究与实现[D]. 徐腾飞.山东大学 2012
[5]数字化脉冲MIG焊机的研制[D]. 李述辉.兰州理工大学 2011
[6]双丝脉冲MIG焊工艺研究[D]. 刘辉.天津大学 2007
本文编号：3329902
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