發(fā)布時(shí)間：2017-04-08 11:18

  本文關(guān)鍵詞：逆變式晶體管弧焊電源的設(shè)計(jì)與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微機(jī)控制的逆變晶體管弧焊電源,在提高弧焊電源的性能和焊接質(zhì)量,以及推進(jìn)弧焊機(jī)器人的應(yīng)用,都具有明顯的價(jià)值,為此展開研究工作。本課題在分析弧焊工藝及焊接電弧特性的基礎(chǔ)上,給出了焊接工藝對(duì)弧焊電源設(shè)計(jì)的基本要求;進(jìn)而確定了由MCS-51單片機(jī)為控制核心,采用大功率晶體管模塊構(gòu)建半橋功率變換電路,實(shí)現(xiàn)恒流和陡降焊接特性的總體方案。首先在控制系統(tǒng)保護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,采用了冗余設(shè)計(jì)思想,即軟、硬件結(jié)合的方法,通過采用CW3524構(gòu)建了脈寬調(diào)制輸出線路,避免了因系統(tǒng)受到干擾而軟件程序飛出或死循環(huán)使半橋功率轉(zhuǎn)換電路的兩個(gè)大功率晶體管直通,導(dǎo)致逆變顛覆現(xiàn)象,確保了功率變換電路下的可靠工作。其次為了提高系統(tǒng)的可維護(hù)性和可靠性,控制系統(tǒng)中還設(shè)計(jì)了自檢測(cè)功能,即利用系統(tǒng)硬件冗余,編制了自檢軟件,實(shí)現(xiàn)了開機(jī)自動(dòng)檢測(cè)片內(nèi)和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、A/D轉(zhuǎn)換線路、D/A轉(zhuǎn)換線路及脈寬輸出線路的檢測(cè)。然后在軟件設(shè)計(jì)過程中,采用了模塊化設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)了電流、電壓采樣子程序、濾波子程序、控制算法子程序、脈寬調(diào)制輸出子程序、自檢子程序和顯示子程序,為系統(tǒng)軟件調(diào)試和升級(jí)提供了方便。最后在控制算法設(shè)計(jì)中,采用了實(shí)用經(jīng)典的PID算法,運(yùn)用擴(kuò)充響應(yīng)曲線法與試湊法整定了PID參數(shù),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在恒流焊接特性下,系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)焊接電流在0-160A范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),誤差僅為±0.1A,逆變頻率高達(dá)20Khz,可為社會(huì)提供一種小型化便攜式的弧焊設(shè)備。
【關(guān)鍵詞】：MCS-51 冗余設(shè)計(jì) 自檢測(cè) 模塊化 PID
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG434.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-20
• 1.1 關(guān)于弧焊電源的基本要求和原理7-13
• 1.1.1 焊接電弧的電特性7-11
• 1.1.2 關(guān)于弧焊電源的幾點(diǎn)基本要求11-13
• 1.2 弧焊電源的分類與特點(diǎn)13-16
• 1.3 弧焊逆變電源的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀16-20
• 1.3.1 弧焊逆變電源發(fā)展歷程回顧16-17
• 1.3.2 弧焊逆變電源發(fā)展方向17-18
• 1.3.3 弧焊逆變電源的展望18-20
• 第二章 方案論證及整體設(shè)計(jì)20-23
• 2.1 研究?jī)?nèi)容20
• 2.2 方案論證20-23
• 第三章 硬件設(shè)計(jì)23-40
• 3.1 單片機(jī)系統(tǒng)23-34
• 3.1.1 MCS—51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)23-29
• 3.1.2 A/D轉(zhuǎn)換器與8031接口29-31
• 3.1.3 DAC0832芯片介紹31-32
• 3.1.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展32-34
• 3.2 開關(guān)電源控制模塊CW3524的結(jié)構(gòu)和工作原理34-35
• 3.3 保護(hù)電路及抗干擾措施35
• 3.4 逆變晶體管電源的自診斷功能35-40
• 3.4.1 概述35
• 3.4.2 控制系統(tǒng)的硬件自檢35-36
• 3.4.3 EPROM的自檢功能36
• 3.4.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換的自檢36
• 3.4.5 數(shù)模轉(zhuǎn)換線路的自檢36-38
• 3.4.6 CW3524的自檢38-39
• 3.4.7 主電路的自檢功能39-40
• 第四章 控制算法及軟件設(shè)計(jì)40-52
• 4.1 PID控制算法40-43
• 4.1.1 PID算式的離散化41
• 4.1.2 PID控制算法的實(shí)現(xiàn)41-42
• 4.1.3 PID參數(shù)整定42-43
• 4.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)43-49
• 4.2.1 主程序的設(shè)計(jì)43-44
• 4.2.2 中斷服務(wù)程序44-45
• 4.2.3 鍵盤及顯示程序45-48
• 4.2.4 采樣程序48-49
• 4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析49-52
• 第五章 結(jié)論52-53
• 致謝53-54
• 參考文獻(xiàn)54-56
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文56

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