基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)UC-OS-Ⅱ的焊機(jī)控制器的研制.pdf

1、焊接技術(shù)在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛。焊接過程具有不確定性、時(shí)變性和非線性的特點(diǎn),傳統(tǒng)的模擬控制很難在控制精度、速度和穩(wěn)定性上滿足現(xiàn)代焊接控制的要求。隨著逆變技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字化焊機(jī)的研究研究已經(jīng)成為一個(gè)熱點(diǎn)。本文在對國內(nèi)外焊接設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研的基礎(chǔ)上,結(jié)合浙江某焊接設(shè)備制造企業(yè)的NB500系列IGBT逆變焊機(jī),進(jìn)行數(shù)字化焊機(jī)的研究。
　　 本文在對數(shù)字化焊機(jī)進(jìn)行簡介后給出了數(shù)字化焊機(jī)控制系統(tǒng)的控制框架,設(shè)

2、計(jì)了基于DSP TMS320LF2407A的數(shù)字化焊機(jī)控制系統(tǒng)。在硬件上,本文詳細(xì)描述了DSP控制系統(tǒng)各部分硬件電路的設(shè)計(jì),包括DSP最小系統(tǒng)電路、通訊電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路、電壓電流采樣調(diào)理電路以及人機(jī)交互界面的硬件設(shè)計(jì),為弧焊的數(shù)字化控制提供了硬件平臺(tái)。在硬件設(shè)計(jì)制作時(shí)充分考慮了焊機(jī)的抗干擾性能,詳細(xì)分析了焊機(jī)干擾類型以及傳輸方式,針對不同的焊機(jī)部分設(shè)計(jì)了相應(yīng)的抗干擾方式。在控制策略上,采用數(shù)字PI方法。通過對輸出電流和電弧電壓的

3、實(shí)時(shí)采樣,經(jīng)過PI處理后,改變DSP輸出的PWM信號,控制焊機(jī)的輸出特性。在軟件方面,針對傳統(tǒng)焊機(jī)功能單一的缺點(diǎn),在該焊機(jī)主控芯片DSP上移植了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)UC/OS-Ⅱ,并對移植過程作了詳細(xì)介紹。在該實(shí)時(shí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,根據(jù)對焊機(jī)的功能要求設(shè)計(jì)了系統(tǒng)任務(wù),主要有:模數(shù)轉(zhuǎn)換任務(wù),焊接過程控制任務(wù),通訊任務(wù),按鍵檢測任務(wù),LCD顯示任務(wù)。為了保證焊機(jī)系統(tǒng)任務(wù)程序的正常執(zhí)行,給出了軟件抗干擾措施,包括:指令冗余,軟件陷阱,軟件監(jiān)視定時(shí)器

4、,開關(guān)量輸入輸出抗干擾。
　　 本文對所設(shè)計(jì)的數(shù)字化弧焊控制系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件調(diào)試,通過實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證了控制系統(tǒng)對焊機(jī)的數(shù)字化控制,并利用MATLAB仿真軟件并且建立了電壓數(shù)字PI控制模型和電流數(shù)字PI控制模型,取得較好的控制效果。通過現(xiàn)場試焊對比證明應(yīng)用數(shù)字化焊機(jī)控制系統(tǒng)能明顯改善焊接效果。最后,作了電源外特性測試,并作出了外特性曲線。
　　 最后,在對本文做簡要總結(jié)的基礎(chǔ)上,對于本逆變焊機(jī)控制系統(tǒng)的進(jìn)一步完善工作提出了建議