基于磁控電弧實時焊縫跟蹤的滑模變結構控制研究.pdf

1、目前我國焊接自動化水平相對較低，大部分焊接作業(yè)仍采用傳統(tǒng)的手工焊與半自動焊，實現焊接自動化與智能化于每個焊接科研工作者而言仍然是任重而道遠的目標。提高焊接自動化和智能化，第一要務就是實現焊縫自動跟蹤。目前常用的焊縫跟蹤方法應用于實際生產中仍然存在許多不足，主要問題如下：控制系統(tǒng)比較復雜且性價比低、濾波效果與參數調節(jié)柔性無法兼顧、相位延時導致跟蹤不及時、對工作環(huán)境要求高等，急需開發(fā)研究一種高性價比的實時焊縫跟蹤方法，目前磁控電弧實時焊縫智

2、能跟蹤方法具有解決以上問題的潛質，因此深入研究它意義重大。本文利用磁控電弧傳感器提取偏差信號，將信號實時處理、焊縫偏差預測、切線擬合思想和滑模變結構相結合實現焊縫自動跟蹤控制，進一步完善了基于磁控電弧傳感的焊縫自動跟蹤理論體系。
　　1、優(yōu)化了磁控電弧傳感器，建立了掃描V型坡口的模型并且通過仿真及實驗驗證了該模型的正確性。
　　針對CO2氣體、磁極間距對擺弧以及溫度對磁場的影響，改進了磁控電弧傳感器，同時詳細闡述了其跟蹤的原

3、理，建立了電弧掃描V型坡口的模型，通過仿真驗證了其理論可行性，并且在擺動頻率為3Hz，4Hz，5Hz，6Hz的情況下，進行了磁控電弧焊縫跟蹤坡口特征信號的提取，證明了電弧掃描V型坡口模型的正確性與磁控電弧傳感器應用于焊縫自動跟蹤具有較大的潛力。
　　2、采用了兩種實時信號處理方法對磁控擺動電弧信號進行濾波處理，并對比闡述了兩者的優(yōu)劣性。
　　針對磁控電弧焊縫跟蹤信號非線性不平穩(wěn)等特點，提出一種基于匹配追蹤和非參數基函數相結合

4、的磁控電弧焊縫跟蹤特征信號提取方法；同時，采用小波降噪實時處理霍爾傳感器提取的電壓信號。兩種方法同時滿足提取焊縫跟蹤特征信號的基本要求，小波降噪應用較廣，各方面發(fā)展較成熟，但是以Fourier分析為理論依據，顯得柔性不足。
　　3、結合切線擬合的思路和滑模變結構控制方法提出了動態(tài)焊縫切線法，通過仿真結果驗證了該方法的理論可行性。
　　在實時信號處理的基礎上，結合焊縫偏差預測，切線擬合思想和滑模變結構控制方法提出了動態(tài)焊縫切線