高频焊接功率与车速的闭环控制

xj_chao

为了提高自动化生产水平，要求高频功率能自动跟随车速的变化，在动态过程中保证焊接质量，从而减轻操作人员的劳动强度，提高成品率。由于高频功率与轧机速度之间存在非线性关系，要通过控制算法计算这种非线性关系是难以实现的，而且计算量太大。因此在本设计中，通过调压方式测定在不同车速下所需的高频功率值，从而形成一组高频功率P与车速V之间的对应关系，称为P-V曲线，这个过程实际上是对连续变化的P-V曲线进行离散化，并将离散化后的P-V曲线按单调递增的顺序，通过键盘输入到参数存储器，供单片机计算处理。

    对于任意的车速V，查P-V曲线表后找到其对应的区间，假设V落在Vi和Vi+1区间，此时对应的功率区间为Pi和Pi+1，由于P-V曲线是按单调递增的原则输入的，因此有Vi+1>Vi，Pi+1>Pi ，在离散化后的区间内作线性化处理，即：

                               (１) (V－Vi)/(Vi+1－V)=(P－Pi)/(Pi+1－P)
则对应车速V所需的功率值P为：

                                (２) 功率P为上公式推出

    当采样得到车速V时，查表求出V所在区间，根据(2)式求得所需的功率值P。由于焊接功率不仅与车速有关，而且还与开口角调整、磁棒位置和类型及钢带材质等因素有关，因此设定的P-V曲线不一定能符合全过程的控制，当外部条件变化时，应对高频输出功率值进行补偿。这种补偿由给定电位器完成，当给定电位器在中间位置时，功率补偿值为ΔP=0，当给定电位器在两侧位置时，功率补偿值为正值或负值。功率补偿范围由键盘设定。这样当车速为V时，数字调节器的给定值为P+ΔP，其中P为据V值查P-V表计算得到，ΔP为给定电位器的补偿功率。反馈值为采样得到的阳极电压值和阳极电流值的乘积，由数字调节器经PID算法后，得到相应控制量，再经非线性校正，得到晶闸管触发角α，从而调节阳压阳流的大小，使之输出所需的功率值。

[ 本帖最后由 chenyang2008 于 2008-3-14 11:12 编辑 ]