基于dsp變極性tig電源的控制系統(tǒng)

1、基于基于DSPDSP變極性變極性TIGTIG電源的控制系統(tǒng)電源的控制系統(tǒng)摘要本文提出了一種基于DSP的變極性TIG逆變焊接電源。討論了用DSP芯片控制焊接電源的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，對主電路和控制電路進行了matlab仿真實驗，實驗證明了該電源工作穩(wěn)定可靠，較好地滿足了工藝性能。根據(jù)變極性TIG焊電流的各參數(shù)正負電流幅值比、正負電流時間比及二次逆變頻率對焊接工藝性能的不同影響機理，設(shè)計出符合條件的電流波形。關(guān)鍵字：變極性TIG焊接電源；D

2、SP；matlab；二次逆變AbstractProposedonekindbasedontheDSPvariablepolarityTIGinverterweldingpowersource.DiscussedtheuseofDSPchipcontrolweldingpowerhardwaredesignsoftwaredesignthemaincircuitcontrolcircuitoftheMATLABsimulationexpe

3、rimentstheexperimentalresultsshowthatthepowersupplyisstablereliablecansatisfytheprocessperfmance.AccdingtothevariablepolarityTIGweldingcurrentparametersofpositivenegativecurrentamplituderatiopositivenegativecurrenttimera

4、tiothetwoinverterfrequencyonweldingperfmanceofdifferenteffectsmechanismdesignedtomeettheconditionsofthecurrentwavefm.Key：variablepolarityTIGpower；DSP；matlab；dualinversion隨著計算機和信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，特別是數(shù)字信號處理器（DSP）的誕生于開速發(fā)展，使各種數(shù)字信號處理算

5、法得以實現(xiàn)。由于DSP具有豐富的硬件資源、改進的并行結(jié)構(gòu)、高速數(shù)據(jù)處理能力和強大的指令系統(tǒng)，已經(jīng)成為世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中緊隨微處理器與微控制器之后的又一熱點，在工業(yè)控制各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。變極性TIG逆變電源是焊接電流頻率正、負半波變流復(fù)制可調(diào)。由于傳統(tǒng)的控制電路過于復(fù)雜，而基于DSP控制系統(tǒng)功能強大，控制精度高，所以選用DSP為變極性TIG焊的控制系統(tǒng)。一、硬件設(shè)計一、硬件設(shè)計（一）主電路設(shè)計（一）主電路設(shè)計所研究的變極性TIG焊接電

6、源主電路如圖1所示。圖中Ql～Q4、T1、T2為六個開關(guān)管IGBT，Dl～D4為IGBT內(nèi)部并聯(lián)的反向二極管。兩組整流電路獨立工作。Tl為中頻變壓器，與四個IGBT組成一次逆變器，通過逆變變壓器T的功率傳輸，經(jīng)過D1～D4整流后（Dl和D2組成一組全波整流電路，D3和D4組成另一組全波整流電路），為二次逆變提供恒流源。二次逆變主電路選用耦合電感型半橋拓撲結(jié)構(gòu)，此電路的優(yōu)點在于采用半橋方式提高了整機效率，耦合電感拉動換向速度并使得諧振尖峰

7、減小。圖1變極性TIG電源主電路（二）控制系統(tǒng)設(shè)計（二）控制系統(tǒng)設(shè)計變極性TIG焊電源控制系統(tǒng)實時采集電弧電流和電弧電壓，經(jīng)中央CPU運算處理，產(chǎn)生脈沖，控制IGBT的開關(guān)占空比，從而控制焊接電弧參數(shù)。為實現(xiàn)以上功能，本系統(tǒng)選用數(shù)字信號處理器DSP(digitalsignalprocessing)作為中央CPU，實現(xiàn)單芯控制。系統(tǒng)設(shè)計了多種保護電路，包括過流保護電路、短路保護電路、過欠壓保護電路以及過熱保護電路等，保證了主電路的穩(wěn)定運行

8、。1、DSPDSP的選擇的選擇數(shù)字化電源對控制芯片的最大要求就是：內(nèi)存大、接口多、頻率高、精度高、運行穩(wěn)定、數(shù)字處理能力強等。而專為工業(yè)控制而研發(fā)的數(shù)字信號處理器DSP恰好符合以上條件。本系統(tǒng)選用TI公司的24系列主程序功能包括系統(tǒng)初始化、焊接工作程序控制、恒流外特性控制以及一次二次逆變的協(xié)調(diào)控制。其流程圖如圖5所示：圖5主程序流程圖頻率20KHZ，轉(zhuǎn)換完畢產(chǎn)生中斷并讀取結(jié)果。三、三、matlabmatlab仿真結(jié)果仿真結(jié)果（一）（一）

9、PIPI參數(shù)仿真與選定參數(shù)仿真與選定電源的控制系統(tǒng)主要是將采樣反饋值與給定值進行比較，得到偏差值，并通過PI控制器將偏差的比例、積分和微分通過線性組合的方式構(gòu)成的控制量來對系統(tǒng)進行實時控制，這就需要對PI控制器參數(shù)Kp和Ki的值進行適當?shù)倪x取，才可能實現(xiàn)理想的控制要求。Kp和Ki值的大小對控制系統(tǒng)的動態(tài)特性和靜態(tài)特性影響很大，若選取不當將很難達到理想的控制效果和控制性能。Kp、Ki特值的確定主要有兩種方法：一是采用傳統(tǒng)的試湊的方法，即先