[发明专利]TIG焊接电源闭环模糊控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接电源控制方法技术领域，特别涉及TIG焊接电源控制方法技术领域，具体是指一种TIG焊接电源闭环模糊控制方法。

背景技术

钨极氩弧焊(Tungsten Inert Gas Welding，简称TIG焊)是焊接有色金属及其合金，如铝、镁及其合合金、不锈钢等的理想方法，具有电弧稳定、焊缝成形美观等优点。但是在现场施焊过程中，由于工况不同，电弧受到各种因素的干扰，如：电弧长度的变化，工件的不平度，保护气体的纯度、流量和供电电网的波动等，都会使焊接电流电压偏离稳定工作点。如果焊接电流、电压能快速自动地返回稳定工作点，则电弧可以持续稳定燃烧。由此可见，电源工作的稳定性和可靠性主要依靠控制系统，它是整个电源的核心。

国内外的一些研究机构(如北工大、华南理工、奥地利Fonius等)将模糊逻辑应用于弧焊电源控制系统中，主要是基于MCU；也有学者利用数字信号处理器(DSP)的高运算速度，缩短PI运算时间、增加采样点，提高控制精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种TIG焊接电源闭环模糊控制方法，该控制方法能较好控制TIG焊电流恒值、响应快速。

为了达到上述的目的，本发明提供一种TIG焊接电源闭环模糊控制方法，其包括步骤：

1)电弧电流经电流采样单元检测转变为相应的电压信号，经滤波限幅后进入DSP的A/D转换通道转换为数字离散值I_f，CPU比较I_f和预置焊接电流变量I_g，得到偏差e和偏差变化率ec；

2)DSP根据e和ec运行模糊控制算法程序，求出为消除e所需的控制信号u，并传递给DSP内置的PWM模块，直接控制DSP输出的PWM脉宽，从而控制输出电流。

较佳地，所述电流采样单元采用霍尔电流传感器，所述电弧电流通过所述霍尔电流传感器检测获得。

较佳地，所述DSP是TMS320F240芯片。

较佳地，所述PWM脉宽经分频电路后输出两路互不重叠的脉冲信号，这两路脉冲信号经过IGBT专用驭动芯片功率放大后，分别驭动两组IGBT开关管，使其交替导通来改变输出电压的占空比，从而实现对输出电流的控制。

较佳地，所述模糊控制算法程序把包括输入量的模糊化、模糊关系运算、模糊决策以及决策结果的精确化。

采用了本发明的TIG焊接电源闭环模糊控制方法，其将DSP和模糊控制的优点结合在一起，利用DSP芯片丰富的片内外设，减少了外围器件，独特内核结构更利于模糊控制算法的运算，结合模糊控制，对TIG焊接电流有良好的控制效果，响应快速。

附图说明

图1是本发明的一具体实施例的基本结构示意图。

图2是本发明的离散模糊控制的工作原理示意图。

图3是本发明的模糊控制软件流程示意图。

图4是本发明的模糊控制对阶跃信号的响应图。

具体实施方式

以下将对本发明的TIG焊接电源闭环模糊控制方法作进一步详细描述。

请参阅图3所示，本发明的TIG焊接电源闭环模糊控制方法，其包括步骤：

1)电弧电流经电流采样单元检测转变为相应的电压信号，经滤波限幅后进入DSP的A/D转换通道转换为数字离散值I_f，CPU比较I_f和预置焊接电流变量I_g，得到偏差e和偏差变化率ec；2)DSP根据e和ec运行模糊控制算法程序，求出为消除e所需的控制信号u，并传递给DSP内置的PWM模块，直接控制DSP输出的PWM脉宽，从而控制输出电流。

在本发明的一具体实施例中，所述电流采样单元采用霍尔电流传感器，所述电弧电流通过所述霍尔电流传感器检测获得。

在本发明的一具体实施例中，所述DSP是TMS320F240芯片。

在本发明的一具体实施例中，所述PWM脉宽经分频电路后输出两路互不重叠的脉冲信号，这两路脉冲信号经过IGBT专用驭动芯片功率放大后，分别驭动两组IGBT开关管，使其交替导通来改变输出电压的占空比，从而实现对输出电流的控制。

在本发明的一具体实施例中，所述模糊控制算法程序把包括输入量的模糊化、模糊关系运算、模糊决策以及决策结果的精确化。