基于DSC的数字脉冲MIG弧焊逆变电源设计

　　

　　2.2.2 弧长控制系统

　　焊接电弧弧长的稳定性主要取决于两个方面：一是电弧的自身调节作用;二是焊接参数及所选择的工艺方法。传统电弧控制方法由于其弧压控制器的参数选择要考虑兼顾整个送丝速度范围，因此只能保证在某一区间弧长控制效果最佳。另外希望弧长调节过程能快速、稳定地进行。考虑到传统PID控制的不足，且目前模糊控制已经较为成熟，故本系统采用模糊控制器来进行弧压反馈部分的设计。

　　首先将每个脉冲以峰值为起点，以100μs为采样周期进行采样并计算平均电压，并将得到的平均电压与给定电压值比较，从而得到电压偏差与电压偏差的变化率，然后根据焊工经验，设计模糊控制器，输入量为电压偏差和电压偏差的变化率，经过模糊推理和解模糊得到下一个脉冲的基值时间，将计算得到的基值时间送到电流波形控制部分以修改电流控制波形，从而调整熔化速度，使得脉冲的平均电压与给定电压相等。按此思想设计的弧长控制系统的框图如图5所示。

　　2.2.3 专家控制系统

　　专家系统是一种模拟人类专家解决特定领域问题的计算机程序系统。焊接专家系统内部含有大量的焊接领域的专家水平的知识与经验，能按照焊接专家的知识解决焊接领域参数调整与配合问题。焊接专家系统属于分析型专家系统，解决的是分类问题。通常对分类问题所进行的操作是解释操作。解释操作主要是识别操作。焊接专家系统中要识别出工况，根据输入从专家系统数据库中获得相应的解，这个解可能不唯一，也可能是错误的，经过推理机对解进行筛选，得到最优的解。以下是具体的工作过程：

　　首先在焊机显示面板上，由焊工选择焊接条件，包括焊接材料、母材类型、母材牌号、母材厚度、焊丝直径、保护气体、送丝速度等。同时采取适当的措电感封装施使得相互之间有关联的条件不出现矛盾，并对输入的条件进行合法性检查。然后根据所选的焊接条件由专家系统经过推理确定电流控制波形的参数。最后确定电弧控制部分的给定电压。同时为了实现保存焊接规范，设计了知识获取机。

工字电感器　　专家系统框图如图6所示。

　　

　　3 系统工字电感器软件设计

　　脉冲MIG逆变焊机是一个复杂的多处理器系统。其软件设计包括主控板上MC56F8523 DSC的程序设计、主控板MC9S12DP256单片机的焊接专家系统程序设计、送丝机上MC9S08GT60单片机的软件设计、面板以及遥控盒上AT89C51单片机的软件设计。

　　每个子系统的软件都实现焊机的部分功能，各个子系统之间通过RS-485总线进行通讯，由MC9S12DP256进行调度。主控板上的DSC主要完成焊接过程的控制，包括电流闭环盒电压闭环的控制。该系统软件采用模块化设计，使得程序结构清晰，便于系统结构扩展。

　　本文给出焊接控制程序设计。该部分程序为系统的主要部分，直接控制焊机的动作。程序流程图如图7所示。

　　

　　4 结语

　　本文较系统地介绍了基于DSC+MCU的MIG弧焊电源控制系统的设计，并提出了模糊控制在DSC上的实现。实践证明，该系统工作稳定，有很好的性能指标，完成了设计系统的要求。

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