焊接過程自適應(yīng)控制

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

焊接自適應(yīng)控制，早期指以關(guān)鍵焊接質(zhì)量參數(shù)（如單面雙面成形熔焊過程中的焊透質(zhì)量、電阻點焊過程中的焊核尺寸）為控制對象的焊接控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在泛指能自動識別焊件實時條件、調(diào)整并采用不同策略以最終保證焊件焊接質(zhì)量的計算機數(shù)字控制系統(tǒng)。大斷面閃光對焊自適應(yīng)控制是較成功的范例。

自適應(yīng)控制技術(shù)

自適應(yīng)控制系統(tǒng)最早在航空方面首先得到了應(yīng)用。這是由于飛機的動力學(xué)特性決定于許多的環(huán)境因素和結(jié)構(gòu)參數(shù)，例如隨著飛機飛行的高度和速度的不同，飛機的動力學(xué)參數(shù)可能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，要使飛機在整個飛行高度與速度范圍內(nèi)保證控制的高質(zhì)量。依靠經(jīng)典的控制理論是難以解決的，為了解決上述自動控制所面臨的問題，在五十年代末期，美國麻省理工學(xué)院的Whitaker教授首先提出并設(shè)計了模型參考自適應(yīng)控制的方案，經(jīng)模擬研究和飛行實驗表明，在飛機正常速度下，該模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)具有滿意的性能。但是限于當(dāng)時計算機的技術(shù)和控制理論的發(fā)展水平，這一自適應(yīng)控制技術(shù)的成果未能得到迅速的發(fā)展和推廣。隨著計算機技術(shù)和控制理論發(fā)展水平的不斷提高，特別使由于航空航天事業(yè)的迅速發(fā)展的需要，目前，自適應(yīng)控制在航空航天方面亦取得了相應(yīng)的發(fā)展和應(yīng)用。 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和理論的不斷完善，自適應(yīng)控制技術(shù)的推廣應(yīng)用將不斷發(fā)展，這種控制技術(shù)不但用于各工業(yè)部門，例如在航海方面，在化工過程、鋼鐵和冶金工業(yè)方面，在電力拖動方面，近年來還推廣應(yīng)用于非工業(yè)部門，例如生物醫(yī)學(xué)部門。但就現(xiàn)有的關(guān)于應(yīng)用方面的報導(dǎo)來看，自適應(yīng)控制技術(shù)主要用于過程較慢的系統(tǒng)和特性變化速度不很快的對象。但可以相信，隨著理論的不斷完善和計算機技術(shù)的迅速提高，自適應(yīng)控制的應(yīng)用將會愈來愈廣泛，而收斂則愈來愈大。

自適應(yīng)控制技術(shù)

在日常生活中，所謂自適應(yīng)是指生物能改變自己的習(xí)性以適應(yīng)新的環(huán)境的一種特征。因此，直觀地講，自適應(yīng)控制器應(yīng)當(dāng)是這樣一種控制器，它能修正自己的特性以適應(yīng)對象和擾動的動態(tài)特性的變化。 自適應(yīng)控制的研究對象是具有一定程度不確定性的系統(tǒng)，這里所謂的“不確定性”是指描述被控對象及其環(huán)境的數(shù)學(xué)模型不是完全確定的，其中包含一些未知因素和隨機因素。 任何一個實際系統(tǒng)都具有不同程度的不確定性，這些不確定性有時表現(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)部，有時表現(xiàn)在系統(tǒng)的外部。從系統(tǒng)內(nèi)部來講，描述被控對象的數(shù)學(xué)模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，設(shè)計者事先并不一定能準確知道。作為外部環(huán)境對系統(tǒng)的影響，可以等效地用許多擾動來表示。這些擾動通常是不可預(yù)測的。此外，還有一些測量時產(chǎn)生的不確定因素進入系統(tǒng)。面對這些客觀存在的各式各樣的不確定性，如何設(shè)計適當(dāng)?shù)目刂谱饔茫沟媚骋恢付ǖ男阅苤笜?biāo)達到并保持最優(yōu)或者近似最優(yōu)，這就是自適應(yīng)控制所要研究解決的問題。 自適應(yīng)控制和常規(guī)的反饋控制和最優(yōu)控制一樣，也是一種基于數(shù)學(xué)模型的控制方法，所不同的只是自適應(yīng)控制所依據(jù)的關(guān)于模型和擾動的先驗知識比較少，需要在系統(tǒng)的運行過程中去不斷提取有關(guān)模型的信息，使模型逐步完善。具體地說，可以依據(jù)對象的輸入輸出數(shù)據(jù)，不斷地辨識模型參數(shù)，這個過程稱為系統(tǒng)的在線辯識。隨著生產(chǎn)過程的不斷進行，通過在線辯識，模型會變得越來越準確，越來越接近于實際。既然模型在不斷的改進，顯然，基于這種模型綜合出來的控制作用也將隨之不斷的改進。在這個意義下，控制系統(tǒng)具有一定的適應(yīng)能力。比如說，當(dāng)系統(tǒng)在設(shè)計階段，由于對象特性的初始信息比較缺乏，系統(tǒng)在剛開始投入運行時可能性能不理想，但是只要經(jīng)過一段時間的運行，通過在線辯識和控制以后，控制系統(tǒng)逐漸適應(yīng)，最終將自身調(diào)整到一個滿意的工作狀態(tài)。再比如某些控制對象，其特性可能在運行過程中要發(fā)生較大的變化，但通過在線辯識和改變控制器參數(shù)，系統(tǒng)也能逐漸適應(yīng)。 常規(guī)的反饋控制系統(tǒng)對于系統(tǒng)內(nèi)部特性的變化和外部擾動的影響都具有一定的抑制能力， 但是由于控制器參數(shù)是固定的，所以當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部特性變化或者外部擾動的變化幅度很大時，系統(tǒng)的性能常常會大幅度下降，甚至是不穩(wěn)定。所以對那些對象特性或擾動特性變化范圍很大，同時又要求經(jīng)常保持高性能指標(biāo)的一類系統(tǒng)，采取自適應(yīng)控制是合適的。但是同時也應(yīng)當(dāng)指出，自適應(yīng)控制比常規(guī)反饋控制要復(fù)雜的多，成本也高的多，因此只是在用常規(guī)反饋達不到所期望的性能時，才會考慮采用。

電弧栓釘焊接過程時序為：短路—提升引弧焊接—落釘—有電頂鍛—焊接結(jié)束