熔化极气体保护焊(GMAW)是一种先进的焊接方法,具有效率高、成本低、节能、焊缝成形美观、环境污染小、利于文明施工和便于实现自动化等优点,在激烈的市场竞争中显示出强大的优势。在熔化极气体保护焊过程中,焊接电弧的变化会引起焊接工艺参数的变化,从而影响焊缝成形及焊接质量,甚至引起焊接过程的不稳定。如弧长太短会频繁产生短路而造成焊接飞溅及未熔合或熔合不良等焊接缺陷；弧长太长会产生气孔及焊缝成形差等焊接缺陷。因此控制焊接电弧弧长的稳定性,对保证焊接产品的质量和提高劳动生产率都有重要的意义。在分析熔化极气体保护焊接工艺特性的基础上,采用典型的模块化建模方法建立熔化极气体保护焊模型。采用以微分几何为数学工具的精确反馈线性化方法,将GMAW系统非线性模型同胚转化为与其相等价的线性系统模型,这样就把原本比较复杂的非线性系统的控制问题转化为较简单的线性系统的控制问题,从而降低了系统控制器设计的复杂程度,使被控对象的控制效果远远地优于对非线性系统的直接控制。然后,采用简单自适应控制算法,对GMAW焊接过程进行控制,保证电弧在焊接过程中遇到外界干扰时能快速进行调节,实现稳定的焊接过程。最后开发了一套基于DSP为核心的数字控制系统,完成了熔化极气体保护焊弧长控制系统的硬件电路设计和软件设计。并通过MATLAB仿真研究表明,该控制系统能真正实时地监测焊接过程中参数的变化,能满足对焊接中电弧弧长的精确控制,同时对系统参数变化和外部的随机扰动具有较强的鲁棒性。