焊接过程现代控制技术PDF电子书下载

第一章 绪论 1

1.1 焊接自动化技术发展与焊接过程控制的研究现状 1

1.2 焊接过程传感技术 2

1.2.1 焊接过程传感的发展现状 3

1.2.2 红外辐射信息传感 4

1.2.3 焊接区直接视觉信息传感 5

1.3 焊接动态过程建模 9

1.4 焊接过程控制系统 9

1.5 智能控制方法在焊接过程中的应用 10

1.6 本书主要内容 14

第二章 焊接工艺过程及控制问题 15

2.1 电弧焊工艺及控制问题 15

2.1.1 手工电弧焊 15

2.1.2 埋弧自动焊 15

2.1.3 气体保护电弧焊 17

2.1.4 等离子弧焊接 20

2.1.5 电弧焊工艺中的控制问题 22

2.2.1 电阻焊工艺 23

2.2 电阻焊工艺过程及控制问题 23

2.2.2 电阻焊工艺中的控制问题 24

2.3 其它熔焊工艺 27

2.3.1 电子束焊接 27

2.3.2 激光焊接 27

2.3.3 电渣焊 28

第三章 焊接过程传感器 30

3.1 焊接过程中传感系统简介 30

3.1.1 传感器的作用 30

3.1.2 焊接传感器的定义和分类 31

3.1.3 控制系统的定义和分类 34

3.2 传感器在弧焊过程中的应用 41

3.2.1 接触式传感器 41

3.2.2 温度传感器 43

3.2.3 电弧传感器 44

3.2.4 光学传感器 53

3.2.5 电磁感应传感器 58

3.2.6 声传感器 60

4.1.2 对执行机构的要求 62

4.1.1 执行机构的作用 62

第四章 焊接过程控制系统的执行机构 62

4.1 概述 62

4.1.3 执行机构的种类 63

4.2 弧焊电源 64

4.2.1 弧焊电源的种类 64

4.2.2 弧焊电源的基本性能 66

4.3 逆变式弧焊电源 67

4.3.1 逆变电源的工作原理 67

4.3.2 逆变电源的特点与应用 68

4.3.4 几种常见的逆变电源主电路工作原理 69

4.3.3 逆变式弧焊电源分类 69

4.4 逆变式弧焊电源的控制系统 72

4.4.1 逆变电源的调节机制 72

4.4.2 逆变电源的控制系统 73

4.5 微计算机对弧焊电源的控制 79

4.5.1 微计算机控制系统的作用 79

4.5.2 微计算机对弧焊电源的控制 80

4.6 直流电机调速电路 81

4.6.1 直流电机的基本性能 81

4.6.2 转速自动调节方式 82

4.6.3 典型调速电路 84

第五章 焊接过程微机控制系统 87

5.1 微机控制系统设计的基本要求和特点 87

5.1.1 基本要求 87

5.1.2 设计特点 88

5.2 微机控制系统设计的一般步骤 89

5.2.1 确定控制任务 89

5.2.2 选择微处理器和外国设备 89

5.2.4 系统总体方案设计 90

5.2.3 确定控制算法 90

5.2.5 硬件和软件的具体设计 91

5.3 微机控制系统中的信号采样 92

5.3.1 采样过程 92

5.3.2 采样定理 92

5.3.3 采样周期的选择 93

5.4 微机控制系统中的输入输出接口技术 94

5.4.1 模拟量输入接口 94

5.4.2 模拟量输出通道 95

5.5.1 微机控制系统组成 96

5.4.3 数字量输入输出通道 96

5.5 脉冲GTAW过程微机控制系统 96

5.5.2 脉冲电流的设定与检测 97

5.5.3 电弧电压的检测 98

5.5.4 焊接速度的控制 99

第六章 焊接动态过程的辨识建模及系统仿真 103

6.1 控制对象的建模与辨识 103

6.1.1 数学模型的作用 103

6.1.2 对象数学模型的分类 103

6.2.1 面积法辨识过程传递函数的原理 104

6.1.3 对象的建模与辨识 104

6.2 脉冲GTAW熔池动态过程的传递函数模型辨识 104

6.2.2 脉冲GTAW平板堆焊熔池动态过程传递函数模型 105

6.3 控制系统仿真的一般概念 113

6.4 脉冲GTAW背面熔宽控制器几种设计方案及系统仿真 113

6.4.1 控制方案的讨论 113

6.4.2 常规PID控制器设计 114

6.4.3 模糊控制器设计 115

6.4.4 神经元控制器设计 116

6.4.5 控制系统仿真软件的设计 117

6.4.6 控制系统仿真 118

第七章 焊接过程的常规控制方法 121

7.1 控制系统的一般概念 121

7.1.1 控制系统的组成及分类 121

7.1.2 控制系统的性能指标 123

7.2 常规过程控制系统设计 125

7.2.1 被控对象的动态特性测试 125

7.2.2 PID调节器设计与选择 126

7.3 脉冲CTAW熔池视觉传感及正面几何特征提取 130

7.3.1 脉冲CTAW熔池视觉图像传感系统 130

7.3.2 熔池正反面视觉图像同时同幅传感系统实验 131

7.3.3 熔池图像的预处理及熔池几何特征尺寸参数的提取 133

7.4 脉冲GTAW平板堆焊熔池动态过程PID控制 135

7.4.1 脉冲GTAW平板堆焊PID控制器设计 135

7.4.2 脉冲GTAW平板堆焊PID控制器仿真 135

7.4.3 脉冲GTAW平板堆焊PID控制实验 136

8.1 模糊推理基础 139

8.1.1 模糊集合 139

第八章 模糊系统理论及其在焊接过程中的应用 139

8.1.2 模糊关系 141

8.1.3 模糊推理 143

8.2 模糊控制系统设计 148

8.2.1 模糊系统结构 148

8.2.2 基本模糊控制器设计 149

8.2.3 适应性模糊控制器设计 155

8.3 模糊推理与控制在焊接过程中的应用 160

8.3.1 脉冲GTAW对接过程模糊控制规则的提取 160

8.3.2 脉冲GTAW平板堆焊模糊逻辑控制 162

8.3.3 脉冲GTAW对接过程单变量自学习模糊神经网络控制 167

第九章 人工神经网络理论及其在焊接过程中的应用 179

9.1 人工神经网络概论 179

9.1.1 人工神经网络的构成与实现 180

9.1.2 人工神经网络的能力 182

9.2 典型人工神经网络算法 183

9.2.1 典型前向网络--BP网络 183

9.2.2 典型反馈网络--Hopfield网络 184

9.3.1 控制过程的人工神经网络建模方法 185

9.3 人工神经网络用于建模与控制 185

9.3.2 人工神经网络控制方案 187

9.4 人工神经网络技术在焊接过程中的应用 191

9.4.1 脉冲GTAW平板堆焊熔池尺寸神经网络动态模型的建立 191

9.4.2 脉冲GTAW平板堆焊神经元自学习PSD控制 197

9.5 三种控制器控制性能比较 201

10.2 智能控制的基础理论 203

10.2.1 智能控制的技术基础 203

10.1 智能控制的基本概念 203

第十章 智能控制 203

10.2.2 智能控制系统的结构特征 208

10.3 基本智能控制系统 209

10.3.1 分级递阶智能控制系统 209

10.3.2 基于知识和规则的智能控制系统 211

10.3.3 学习控制系统 214

10.4 焊接过程的智能控制方法 217

10.4.1 脉冲GTAW对接过程双变量智能控制器设计 217

10.4.2 脉冲GTAW对接过程双变量智能控制实验 219

参考文献 221