第1章 绪论 1
1.1 埋弧焊数字化监测与控制的目的与任务 1
1.2 焊接过程数字化监测与控制的现状与发展 3
1.2.1 焊接过程动态监测 3
1.2.2 焊接电弧信号分析与处理 4
1.2.3 焊接过程数字化控制 6
1.2.4 焊接工艺优化搭配及管理 8
1.3 高效埋弧焊数字化监测与控制的内容及特征 10
参考文献 12
第2章 逆变式双丝埋弧焊工艺及装备 19
2.1 双丝埋弧焊形式 19
2.1.1 双电源双丝串列埋弧焊应用特点 19
2.1.2 单电源双丝应用特点 21
2.2 双丝埋弧焊工艺特点 22
2.3 双丝埋弧焊装备组成 25
2.3.1 弧焊电源 27
2.3.2 送丝与行走机构 29
2.3.3 送丝与小车行走调节 31
2.4 交直流埋弧焊电源技术 33
2.4.1 交直流弧焊逆变原理及协同并联原理 33
2.4.2 大功率交流方波弧焊逆变器工作原理 34
2.4.3 埋弧焊逆变电源特性 39
参考文献 43
第3章 埋弧焊过程数字化监测系统集成 47
3.1 埋弧焊过程数字化监测中的传感元件 47
3.1.1 焊接过程监测常用传感器 47
3.1.2 传感器的选择 48
3.2 埋弧焊数字化监测中常用的电路 50
3.2.1 焊接电流监测电路 51
3.2.2 焊接电压监测电路 52
3.2.3 光电隔离电路 54
3.2.4 数据采集电路 56
3.3 焊接过程在线监测软件技术 61
3.3.1 采集程序 61
3.3.2 上位机人机界面设计 65
3.4 埋弧焊电弧信号监测系统介绍 68
3.4.1 基于以太网卡技术的双丝埋弧焊电弧信号监测系统 68
3.4.2 焊接电弧动态小波分析仪 72
参考文献 73
第4章 埋弧焊数字化监测的信号分析 76
4.1 Lyapunov Exponent指数计算与分析 76
4.1.1 理论及算法 77
4.1.2 应用实例 79
4.2 小波分析 81
4.2.1 理论及算法 81
4.2.2 常用小波 84
4.2.3 应用实例 87
4.3 EMD方法 92
4.3.1 理论与算法 92
4.3.2 应用实例 94
4.4 LMD方法 97
4.4.1 理论与算法 97
4.4.2 应用实例 100
参考文献 102
第5章 埋弧焊数字化监测的信息处理 105
5.1 基于小波能谱熵的电弧稳定性评估 105
5.1.1 理论与算法 105
5.1.2 应用实例 108
5.2 基于HHT时频熵的电弧稳定性评估 122
5.2.1 理论与算法 122
5.2.2 应用实例 123
5.3 基于LMD能谱熵的埋弧焊工艺评估 131
5.3.1 理论与算法 131
5.3.2 应用实例 132
5.4 基于LMD能量熵与SVM的焊接缺陷智能监测 139
5.4.1 原理与方法 139
5.4.2 应用实例 141
参考文献 143
第6章 双丝埋弧焊焊接参数智能优化 144
6.1 双丝埋弧焊工艺优化问题描述 144
6.2 焊接参数与电弧能量特征神经网络建模 146
6.2.1 BP神经网络 146
6.2.2 焊接参数与电弧能量特征神经网络模型 150
6.2.3 非线性映射模型的测试与验证 154
6.3 双丝埋弧焊焊接参数优化模型 159
6.3.1 优化变量 160
6.3.2 目标函数 161
6.3.3 焊接参数优化模型 161
6.4 双丝埋弧焊焊接参数混合智能优化求解 162
6.4.1 粒子群优化算法 162
6.4.2 粒子群算法的参数设置 164
6.4.3 焊接参数优化求解的PSO算法实现 166
6.5 应用实例 170
参考文献 174
第7章 埋弧焊电弧稳定性模糊控制 176
7.1 埋弧焊电弧弧压特性 176
7.1.1 埋弧焊电弧参数关系 176
7.1.2 埋弧焊电弧弧长模型 178
7.1.3 埋弧焊过程中弧长的变化 180
7.2 模糊控制相关理论 182
7.3 埋弧焊变速送丝弧长模糊控制原理 183
7.4 模糊控制器设计 184
7.4.1 模糊控制器结构设计 184
7.4.2 基于MATLAB的模糊控制器设计 185
7.5 应用实例 193
参考文献 194
第8章 双丝埋弧焊过程数字化控制 196
8.1 双丝埋弧焊过程数字化控制原理 196
8.1.1 焊接工艺设置阶段 197
8.1.2 焊接过程协同控制阶段 197
8.2 双丝起弧收弧时序控制 198
8.3 双丝埋弧焊数字化协同控制系统 203
8.3.1 系统硬件 203
8.3.2 系统软件 207
8.4 焊接参数专家数据库系统 214
8.5 应用实例 218
参考文献 221