逆變弧焊電源嵌入式控制系統(tǒng)的建模與仿真.pdf

1、逆變弧焊電源在弧焊設(shè)備及弧焊機(jī)器人中的應(yīng)用為焊接設(shè)備的發(fā)展帶來了革命性的變化.目前逆變弧焊電源電路中存在系統(tǒng)的可靠性、電磁兼容性及結(jié)構(gòu)模塊化等嚴(yán)重不足,從而制約了弧焊電源的進(jìn)一步發(fā)展.基于DSP嵌入式控制技術(shù)不僅是解決目前逆變弧焊電源應(yīng)用中存在的上述問題的有效途徑,也是實(shí)現(xiàn)逆變弧焊電源數(shù)字化的有效手段.而系統(tǒng)的建模與仿真是實(shí)現(xiàn)逆變弧焊電源嵌入式控制系統(tǒng)的核心技術(shù),其對(duì)逆變弧焊電源數(shù)字化的進(jìn)一步研究和開發(fā)具有重要的意義.本課題針對(duì)目前逆變

2、弧焊電源系統(tǒng)中存在的問題,將DSP嵌入式控制技術(shù)應(yīng)用到逆變弧焊電源的控制中,圍繞系統(tǒng)的建模與仿真,著重研究了以下內(nèi)容. 首先闡述了逆變弧焊電源的研究意義以及目前的發(fā)展現(xiàn)狀,并指出其發(fā)展中的不足,以此為據(jù)介紹了課題研究的目的,提出解決問題的最佳方案--基于DSP的嵌入式控制技術(shù). 引入了逆變弧焊電源的"數(shù)字化"概念,并著重闡述了解決逆變弧焊電源"數(shù)字化"的最佳方案.分析了其核心部件(DSP控制芯片)從分類發(fā)展、工作原理及特

3、點(diǎn)等幾個(gè)方面做了詳細(xì)的介紹,并以選擇的TMS320F2812為例,介紹了DSP芯片的結(jié)構(gòu)及程序控制方式等;并分析了嵌入式控制系統(tǒng)工作原理及結(jié)構(gòu);系統(tǒng)的分析了逆變弧焊電源的硬件并建立了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu);并對(duì)系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了進(jìn)一步的研究. 在建立的硬件結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,通過仿真軟件Matlab對(duì)整個(gè)電源系統(tǒng)進(jìn)行建模.分析逆變弧焊電源的主電路,該電路是由輸入整流濾波電路、IGBT全橋式逆變開關(guān)電路、中頻變壓器以及輸出整流濾波電路等模塊組成

4、;通過對(duì)主電路各模塊分別建模并進(jìn)行特性仿真測(cè)試,再組合成整體再進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證,并根據(jù)資料對(duì)各部分元器件進(jìn)行選型和參數(shù)設(shè)置;對(duì)逆變弧焊電源的控制電路部分采用基于DSP嵌入式控制系統(tǒng),建模中,將嵌入式控制系統(tǒng)拆分為PID控制和PWM兩部分分別進(jìn)行,驗(yàn)證之后封裝在一起,與采樣濾波部分一起組成控制電路;最后將主電路與控制電路組合成完整的電源系統(tǒng)電路,針對(duì)SM.AW方式,通過反復(fù)的運(yùn)行測(cè)試確定各部分元器件參數(shù). 最后以SMAW焊接方式為例,