焊接過(guò)程傳感與控制

緒論

0.1焊接過(guò)程傳感與控制的必要性

0.2焊接過(guò)程傳感與控制實(shí)例

0.3焊接過(guò)程傳感與控制的特點(diǎn)

0.4焊接過(guò)程的智能控制

0.5本課程的任務(wù)

思考題及習(xí)題

參考文獻(xiàn)

第1章焊接過(guò)程典型物理量的傳感方法

1.1引 言

1.2焊接過(guò)程的典型物理量

1.3傳感器基本知識(shí)

1.3.1傳感器的概念

1.3.2傳感器的構(gòu)成

1.3.3傳感器的分類

1.3.4傳感器的特性

1.4位移傳感器

1.4.1電感式傳感器

1.4.2電容式傳感器

1.4.3電位器式傳感器

1.4.4應(yīng)變片式傳感器

1.4.5光柵式傳感器

1.4.6超聲波傳感器

1.5溫度傳感器

1.5.1熱電阻式溫度傳感器

1.5.2熱電偶式溫度傳感器

1.5.3光纖溫度傳感器

1.5.4紅外溫度傳感器

1.6視覺(jué)傳感器

1.6.1光電管

1.6.2光敏半導(dǎo)體器件

1.6.3光電位置傳感器

1.6.4電荷耦合器件

1.7霍爾傳感器

1.7.1霍爾效應(yīng)的基本原理

1.7.2霍爾效應(yīng)的主要特征

思考題及習(xí)題

參考文獻(xiàn)

第2章焊接過(guò)程的數(shù)據(jù)采集與信號(hào)處理

2.1引 言

2.2基本概念

2.2.1數(shù)據(jù)采集

2.2.2信號(hào)

2.2.3數(shù)據(jù)處理

2.3數(shù)據(jù)采集

2.3.1數(shù)據(jù)采集原理

2.3.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

2.4采集信號(hào)的預(yù)處理

2.4.1數(shù)字濾波

2.4.2信號(hào)補(bǔ)償

2.4.3平滑處理

2.5信號(hào)分析與處理基礎(chǔ)

2.5.1信號(hào)分析

2.5.2數(shù)字信號(hào)處理基礎(chǔ)

2.6數(shù)據(jù)采集與處理常用工具軟件

2.6.1 LabVIEW簡(jiǎn)介

2.6.2 MATLAB簡(jiǎn)介

思考題及習(xí)題

參考文獻(xiàn)

……

第3章焊縫跟蹤傳感

第4章焊縫成形傳感

第5章焊接過(guò)程自動(dòng)控制方法

第6章焊接過(guò)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其抗干擾

第7章焊接過(guò)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)

第8章焊接過(guò)程傳感與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例

《焊接過(guò)程傳感與控制》的讀者對(duì)象為材料加工工程、焊接、自動(dòng)化等專業(yè)的高年級(jí)本科生、研究生和教師，以及相關(guān)專業(yè)的科研技術(shù)人員。

焊接過(guò)程自適應(yīng)控制，應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)控制焊接質(zhì)量的一種方法。按照一定模式隨時(shí)自動(dòng)調(diào)整焊接過(guò)程的一個(gè)或幾個(gè)參數(shù),使焊接過(guò)程能在變化的邊界條件及各種隨機(jī)干擾影響下保持最佳動(dòng)態(tài)性能和理想的焊接質(zhì)量。

量大面廣的焊接過(guò)程普遍存在能/材耗巨大、污染嚴(yán)重、可靠性低等問(wèn)題，是制約我國(guó)高端裝備制造業(yè)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要瓶頸。本項(xiàng)目擬針對(duì)高效節(jié)能的窄間隙GMAW 焊接過(guò)程展開(kāi)研究，這不僅是焊接技術(shù)領(lǐng)域的時(shí)代主題和研究熱點(diǎn)，也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展國(guó)防建設(shè)以及高端裝備制造業(yè)崛起的重大需求。 （1）窄間隙焊接過(guò)程非線性建模與仿真分析。詳細(xì)分析了窄間隙焊接機(jī)理，建立了基于電弧擺動(dòng)和電弧旋轉(zhuǎn)的窄間隙焊接過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真模型，從工藝參數(shù)對(duì)熱輸入影響的角度切入，研究了其對(duì)焊接質(zhì)量的影響以及側(cè)壁熔合不良、焊縫超高、凸度過(guò)大、咬邊等缺陷產(chǎn)生的原因，為窄間隙焊接工藝參數(shù)優(yōu)化提供了理論依據(jù)。 （2）功率變換系統(tǒng)及控制策略研究。分析了VIENNA整流器輸入電流過(guò)零點(diǎn)畸變機(jī)理及電位振蕩與零序分量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，提出一種修正注入零序分量載波調(diào)制策略，解決了電流過(guò)零點(diǎn)畸變問(wèn)題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)VIENNA整流器中點(diǎn)電位的平衡和紋波振蕩的抑制；為解決常規(guī)模糊控制器存在穩(wěn)態(tài)誤差的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種弧焊電壓自適應(yīng)模糊控制器，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)態(tài)誤差小。 （3）焊接過(guò)程信號(hào)處理與焊接質(zhì)量評(píng)價(jià)方法研究。焊接過(guò)程強(qiáng)烈的高頻干擾和隨機(jī)擾動(dòng)，影響了反饋信息的真實(shí)性，為此提出一種適合于焊接電流的平滑窗口寬度可調(diào)的自適應(yīng)卡爾曼濾波方法，魯棒性強(qiáng)；焊接性能的綜合評(píng)價(jià)是優(yōu)化焊接工藝和指導(dǎo)焊接過(guò)程控制的重要保障，為此研究了電弧電壓和焊接電流概率密度分布與焊接穩(wěn)定性的關(guān)系，提出了基于U-I二值圖像的弧焊穩(wěn)定性判定方法，可定量分析焊接過(guò)程的穩(wěn)定性。 （4）大功率電源高抗擾組網(wǎng)群控系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)。提出了基于三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的焊接電源群控系統(tǒng)方案，設(shè)計(jì)了基于B/S架構(gòu)的群控管理系統(tǒng)；研究了基于多路Wi-Fi的動(dòng)態(tài)組網(wǎng)方法，通過(guò)自組網(wǎng)算法，構(gòu)建了多信道多路徑的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，保障了大功率逆變電源系統(tǒng)的集群可靠管理。 2100433B

本書(shū)是制造業(yè)過(guò)程質(zhì)量控制與檢驗(yàn)叢書(shū)之一，主要介紹了焊接方面的基礎(chǔ)知識(shí)、焊接材料、焊接接頭形式及焊接代號(hào)、焊接方法及熔焊原理、焊接應(yīng)力與變形、焊接質(zhì)量控制及檢驗(yàn)方法、焊接缺陷產(chǎn)生原因和預(yù)防措施、焊接工藝評(píng)定等內(nèi)容，具有一定的先進(jìn)性和實(shí)用性，是制造業(yè)焊接質(zhì)量檢驗(yàn)人員自學(xué)的讀本，也可作為焊工自學(xué)用書(shū)。