[发明专利]面向激光选区熔化技术的熔池温度反馈控制方法及系统

权利要求书

1.面向激光选区熔化技术的熔池温度反馈控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：红外测温仪测量熔池温度信号并输出；

步骤2：控制器调用温度产生子VI处理步骤对接收的温度信号进行处理得到实际温度值；

步骤3：控制器对实际温度值采用模糊控制，计算得到红外辐射装置相对熔池的移动速度控制量并输出，从而改变对熔池的单位时间内的辅热量。

2.根据权利要求1所述的面向激光选区熔化技术的熔池温度反馈控制方法，其特征在于，所述温度产生子VI处理步骤包括：

读取红外测温仪测量的熔池温度信号，所述温度信号为字符串；

通过字符串截取、再将字符串强制转换为数值类型，得到十六进制数值；

再利用除法运算器将十六进制数值转换为十进制数值，此时得到的是华氏温度；

再利用减法运算器减去273.15得到实际温度。

3.根据权利要求1所述的面向激光选区熔化技术的熔池温度反馈控制方法，其特征在于，所述控制器对实际温度值采用模糊控制，计算得到红外辐射装置相对熔池的移动速度控制量并输出，具体包括：

S1：根据红外测温仪测量的实际温度值，求出其与设定值的温度偏差e和偏差变化率ec的精确值；

S2：定义输入、输出变量的模糊集；

S3：将温度偏差e、偏差变化率ec的精确值以及控制量u变为温度模糊量；

S4：定义模糊规则；

S5：根据温度模糊量、按模糊规则计算红外辐射装置相对熔池移动速度u的模糊控制量；

S6：定义论域反变换的比例因子，红外辐射装置相对熔池移动速度u的模糊控制量乘以比例因子得到精确控制量u*。

4.根据权利要求3所述的面向激光选区熔化技术的熔池温度反馈控制方法，其特征在于，所述定义输入、输出变量的模糊集包括：

定义输入变量为偏差e、偏差变化率ec以及输出变量为控制量u；

根据加工经验对加工过程中温度的偏差e和偏差变化率ec分别用七个词汇进行描述{负大NB、负中NM、负小NS、零Z、正小PS、正中PM、正大PB}；对控制量u用七个词进行描述{负大NB、负中NM、负小NS、零Z、正小PS、正中PM、正大PB}。

5.根据权利要求3所述的面向激光选区熔化技术的熔池温度反馈控制方法，其特征在于，所述将温度偏差e、偏差变化率ec的精确值以及控制量u变为温度模糊量，包括：

定义温度偏差e、偏差变化率ec以及控制量u的基本论域，并分别变换得到相应的各个模糊子集论域；

采用三角形隶属函数作为输入模糊变量的隶属函数，分别求出上述各模糊集合的隶属度，将隶属度最大的模糊集合作为输入量的模糊变量。

6.根据权利要求3所述的面向激光选区熔化技术的熔池温度反馈控制方法，其特征在于，所述模糊规则为：

当误差和误差变化率都为负大时，消除已有的负大误差，控制量取正大；

若误差变化和误差变化率都为正大时，消除正大误差，取负大的控制量。

7.根据权利要求6所述的面向激光选区熔化技术的熔池温度反馈控制方法，其特征在于，还包括根据所述模糊规则制定模糊规则表：

定义表中列向量属性为温度偏差e的描述词汇，行向量属性为温度偏差变化率ec的描述词汇，行和列交叉的数据按照模糊规则得出的控制量的描述词汇结果进行定义。

8.面向激光选区熔化技术的熔池温度反馈控制系统，其特征在于，包括红外测温仪、装载有模糊控制程序的控制器、执行器；

所述红外测温仪设置在熔池内，用于检测熔池温度信号；

所述控制器装载有模糊控制程序，并且与红外测温仪和执行器进行指令传输用于实现温度检测和对执行器的移动速度控制；

所述执行器为机器人，机器人相对熔池移动，带动设置在其上的红外辐射装置相对熔池按照模糊控制计算的移动速度控制量移动从而改变单位时间内的辅热量。