高频焊接功率与车速的闭环控制
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。
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