基于DSP的点焊控制平台研究

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随着电子技术的发展,焊接控制正向着数字化、智能化、柔性化、信息化的方向发展。焊接过程存在参数多,交互性作用复杂,焊接时间短等特点,因而需要一种运算密集型的控制器进行实时控制。而DSP控制具有处理能力强,运算速度快,抗干扰性好等优点,因此将DSP用于焊接控制能更好地满足焊接的实时控制要求。 本文设计了以DSP为核心的电阻点焊智能恒流控制系统。所设计的控制系统由硬件和软件两部分组成。硬件部分主要包括电流信号检测电路、实现点焊循环过程及其恒流控制功能所需的各控制脉冲产生电路、输入输出隔离电路和接口电路等。在信号检测电路中采用了线性光耦TIL300,有效实现了模拟输入信号与DSP的隔离。控制电路和执行电路之间采用了多种隔离措施,保证了弱电控制系统的安全和不受干扰,设计的DSP控制系统具有很强的抗干扰性。软件系统有控制主程序、各中断服务程序和功能子程序。整个系统程序设计采用了模块化设计方法,包括电流采样模块、PWM输出模块、模糊控制算法模块、电流有效值计算模块等。软件模块可以独立运行,又可以作为子程序调用。 论文在对点焊质量控制方法进行分析比较的基础上,提出了将模糊控制技术引入电阻点焊恒流控制,采用带自调整函数的模糊规则。利用DSP运算速度快的特点,以0.25MHz的采样频率采集焊接电流,并用逐点积分法获取电流有效值,将该值与设定电流值之间的偏差、偏差的变化量作为输入量,输入自调整函数模糊控制器中,输出为维持焊接电流恒定所需要的可控硅调整时间,最终达到恒流控制的目的。 通过系统模拟仿真实验,控制系统的电流计算精度较高,并且达到很好的恒流控制效果,焊接电流有效值与电流设定值的平均相对误差在2%以内,完全满足设计与实际使用要求。此外,本文对系统软硬件调试过程中出现的问题进行了分析总结。
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