基于實時目標(biāo)機(jī)的TIG焊熔寬視覺傳感與控制系統(tǒng)研究.pdf

1、研究復(fù)雜焊接過程時，離線仿真的方法對數(shù)學(xué)模型精度的要求較高，其應(yīng)用受到局限，而實時仿真方法可以直接在硬件回路中進(jìn)行仿真研究，不受系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的限制，有很大的應(yīng)用前景。所以，為了將實時仿真方法應(yīng)用于復(fù)雜焊接過程的研究做些嘗試和經(jīng)驗積累，本文采用基于xPCTarget（實時目標(biāo)機(jī)）的實時仿真方法對脈沖TIG焊熔寬視覺傳感的模糊控制過程進(jìn)行了試探研究，并取得了滿意的控制效果。 首先，本文設(shè)計了TIG焊電流閉環(huán)控制實時仿真方案，搭建了實

2、時仿真實驗平臺，并做了多種電流波形的控制實時仿真試驗，結(jié)果既表明了基于xPCTarget的實時仿真方法在TIG焊電流閉環(huán)實時仿真與控制方面是可行的，又顯示出該方法的高計算能力和很好的實時性特點。 然后，又在TIG焊電流閉環(huán)實時仿真實驗平臺上增加了熔寬視覺傳感子系統(tǒng)，進(jìn)一步將該方法嘗試應(yīng)用于脈沖TIG焊熔寬視覺傳感的模糊控制過程實時仿真，即通過對正面熔池寬度的實時監(jiān)測，相應(yīng)調(diào)整TIG峰值電流，達(dá)到控制焊縫正面成形的目的。在該系統(tǒng)中

3、，首先通過焊接區(qū)傳感圖像的灰度值總和的大小判斷出電流是否進(jìn)入基值，從而準(zhǔn)確判斷出熔寬采樣幀。然后，限制熔寬提取的有效邊緣檢測范圍，既減少不必要的計算時間，又避開對熔池邊緣檢測干擾最強(qiáng)的熔池頭部的電弧區(qū)和熔池尾部的魚鱗紋反光區(qū)，提高了熔寬提取的精度。接著，以熔寬偏差和熔寬偏差變化率為輸入量，輸入Sugeno型雙輸入單輸出模糊控制器，最后輸出為TIG峰值電流控制量的變化量。如此循環(huán)，直至控制信號結(jié)束。 為了驗證控制效果，本文采用了散