專利名稱：一種氣電立焊自動(dòng)焊機(jī)自適應(yīng)抗干擾控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)抗干擾控制系統(tǒng)，特別是涉及一種氣電立焊自動(dòng)焊機(jī)自適應(yīng)抗干擾控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
氣電立焊自動(dòng)焊機(jī)在化工、石油儲(chǔ)罐、冶金高爐等罐體對(duì)象的安裝和修補(bǔ)中有著重要的應(yīng)用。這類焊機(jī)由大車及焊接小車行走機(jī)械系統(tǒng)及控制系統(tǒng)、焊接自動(dòng)控制箱、循環(huán)水冷卻器、送絲裝置、供氣系統(tǒng)及照明裝置組成。在沈陽(yáng)大學(xué)焊接自動(dòng)化研究所研究開發(fā)的焊接自動(dòng)控制箱為一類電子設(shè)備，利用電子元器件集成電路控制實(shí)現(xiàn)焊槍的工作運(yùn)行。在其技術(shù)指標(biāo)中，焊接電流為300-500 A，焊接電壓為20-40V，額定輸入電壓為380V。而在電子設(shè)備運(yùn)行中，由于電流或電壓的劇烈變化，電荷劇烈移動(dòng)會(huì)產(chǎn)生噪聲，進(jìn)而干擾電子設(shè)備的運(yùn)行。這類干擾直接影響著設(shè)備的測(cè)量與控制精度。而在電焊過程中，由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、焊體表面情況、工作時(shí)間及強(qiáng)度等因素的存在，電流的變化以及噪聲的產(chǎn)生不可避免。另外， 來(lái)自信號(hào)線引入的干擾，以及電源，變壓器等設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的干擾都會(huì)使焊機(jī)焊接精度，甚至安全性產(chǎn)生影響。因此，抑制干擾的影響能夠使得焊接的效果在焊接過程中得到充分的保障。目前工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中的抗干擾技術(shù)主要由硬件濾波以及軟件編程間接處理等方法。 其中數(shù)字濾波和工頻整形采樣，可有效消除周期性干擾；定時(shí)校正參考點(diǎn)電位，并采用動(dòng)態(tài)零點(diǎn)，可有效防止電位漂移；采用信息冗余技術(shù)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件標(biāo)志位；采用間接跳轉(zhuǎn)， 設(shè)置軟件陷阱等提高軟件結(jié)構(gòu)可靠性。然而，數(shù)字濾波以及軟件編程方法作為一個(gè)計(jì)算過程，需要耗費(fèi)一定資源，而且對(duì)噪聲僅僅為模擬消除，物理上并沒有起到真正的消除作用。 搭建電路，以硬件處理方式進(jìn)行干擾補(bǔ)償技術(shù)，能夠物理上獲得干擾屏蔽后的原始信號(hào)，這類技術(shù)在工業(yè)過程中沒有得到充分的應(yīng)用和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種氣電立焊自動(dòng)焊機(jī)自適應(yīng)抗干擾控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用理論分析結(jié)果，結(jié)合電路原理，設(shè)計(jì)抗干擾電路，保證將有界干擾完全消除，提高焊機(jī)在干擾環(huán)境下焊接的精度，并保證的焊接效果。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種氣電立焊自動(dòng)焊機(jī)自適應(yīng)抗干擾控制系統(tǒng)，在氣電立焊自動(dòng)焊機(jī)的控制箱中，針對(duì)系統(tǒng)的電流信號(hào)i設(shè)計(jì)如下自
適應(yīng)抗干擾電路LM741為運(yùn)算放大器，將焊機(jī)控制箱中的電流信號(hào)由運(yùn)算放大器LM741反相放大10倍，AD633是輸出因子為0. 1的乘法器，由一次乘法器AD633和兩次運(yùn)算放大器使
得信號(hào)變?yōu)榻^對(duì)正相信號(hào)I巧丨，電阻取值分別為0.5ΚΩ , 1ΕΩ , 10ΚΩ , 100ΚΩ，電容取值為,電動(dòng)機(jī)選取Z2系列直流電動(dòng)機(jī)；經(jīng)絕對(duì)正相信號(hào)和原信號(hào)的反相信號(hào)-1比較， 原信號(hào)為正相信號(hào)，電動(dòng)機(jī)有電流通過，電動(dòng)馬達(dá)接通開關(guān)Sl和b點(diǎn)，原信號(hào)是反相信號(hào)，開關(guān)保持和a點(diǎn)接通。所述的一種氣電立焊自動(dòng)焊機(jī)自適應(yīng)抗干擾控制系統(tǒng)，所述的控制系統(tǒng)通過電動(dòng)馬達(dá)的切換，實(shí)現(xiàn)控制增益的抗干擾。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是
本發(fā)明氣電立焊自動(dòng)焊機(jī)自適應(yīng)抗干擾控制系統(tǒng)，自適應(yīng)技術(shù)可以提供未知參數(shù)在每一時(shí)刻的估計(jì)，并且控制增益可以根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)的變化即時(shí)調(diào)整，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 利用自適應(yīng)技術(shù)，在系統(tǒng)有干擾甚至故障情況下能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)控制參數(shù)使得系統(tǒng)仍能保持穩(wěn)定。是控制系統(tǒng)安全性的重要保障技術(shù)。而電路是電子設(shè)備運(yùn)行的基本實(shí)現(xiàn)方式，在現(xiàn)實(shí)生活中可以較容易的完成?？刂葡到y(tǒng)利用電阻、電容、運(yùn)算放大器、乘法器和直流電機(jī)等普通電子元器件，能夠達(dá)到完全消除外部干擾的功能。自適應(yīng)抗干擾控制系統(tǒng)在氣電立焊自動(dòng)焊機(jī)控制箱內(nèi)易于實(shí)現(xiàn)，并可以在干擾未知，甚至某些元器件故障導(dǎo)致信號(hào)波動(dòng)情況下自動(dòng)調(diào)節(jié)控制參數(shù)，提高焊接精度，保證焊接效果，具有較好經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)意義。


圖1為本發(fā)明的控制系統(tǒng)圖。
具體實(shí)施例方式在氣電立焊自動(dòng)焊機(jī)的控制箱中，針對(duì)系統(tǒng)的電流信號(hào)A，設(shè)計(jì)如下自適應(yīng)抗干擾電路這里，LM741為運(yùn)算放大器，AD633是輸出因子為0. 1的乘法器，電阻取值分別為 0.5ΚΩ , 1ΚΩ , 10ΚΩ , 100ΕΩ，電容取值為0.1/iF ,電動(dòng)機(jī)可以選取Z2系列直流電動(dòng)機(jī)。首先，將焊機(jī)控制箱中的電流信號(hào)A利用運(yùn)算放大器LM741反相放大10倍，再利用一次乘法器AD633和兩次運(yùn)算放大器使得信號(hào)變?yōu)榻^對(duì)正相信號(hào)，利用這個(gè)絕對(duì)正相信號(hào)和原信號(hào)的反相信號(hào)比較，如果原信號(hào)為正相信號(hào)，則電動(dòng)機(jī)有電流通過，電動(dòng)馬達(dá)使得開關(guān)Sl和b點(diǎn)接通(對(duì)應(yīng)公式3. 1和3. 3)，如果原信號(hào)是反相信號(hào)，則開關(guān)保持和a點(diǎn)接通(對(duì)應(yīng)公式3. 2)。通過電動(dòng)馬達(dá)的切換，可以電路實(shí)現(xiàn)控制增益(1)的抗干擾功能。理論證明，設(shè)計(jì)控制增益方程可以完全消除有界干擾信號(hào)。
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其中.τ( ) ei B為系統(tǒng)狀態(tài)，B2為控制輸入矩陣，ρ為正定矩陣，β和於為正常數(shù)并滿 4 為自適應(yīng)調(diào)節(jié)律，由如下自適應(yīng)律進(jìn)行調(diào)節(jié)
(2)
其中；^為任意正常數(shù)。針對(duì)控制增益方程(1)，在於下，我們可以進(jìn)一步將其寫成如下形式
權(quán)利要求
1.一種氣電立焊自動(dòng)焊機(jī)自適應(yīng)抗干擾控制系統(tǒng)，其特征在于，在氣電立焊自動(dòng)焊機(jī)的控制箱中，針對(duì)系統(tǒng)的電流信號(hào)，設(shè)計(jì)如下自適應(yīng)抗干擾電路LM741為運(yùn)算放大器，將焊機(jī)控制箱中的電流信號(hào)h由運(yùn)算放大器LM741反相放大10倍，AD633是輸出因子為0. 1的乘法器，由一次乘法器AD633和兩次運(yùn)算放大器使得信號(hào)變?yōu)榻^對(duì)正相信號(hào)IA丨，電阻取值分別為0.5ΚΩ , 1ΚΩ , 10ΚΩ， 100ΚΩ，電容取值為，電動(dòng)機(jī)選取Z2系列直流電動(dòng)機(jī)；經(jīng)絕對(duì)正相信號(hào)和原信號(hào)的反相信號(hào)-A比較，原信號(hào)為正相信號(hào)，電動(dòng)機(jī)有電流通過，電動(dòng)馬達(dá)接通開關(guān)Sl和b點(diǎn)，原信號(hào)是反相信號(hào)，開關(guān)保持和a點(diǎn)接通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣電立焊自動(dòng)焊機(jī)自適應(yīng)抗干擾控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制系統(tǒng)通過電動(dòng)馬達(dá)的切換，實(shí)現(xiàn)控制增益的抗干擾。
全文摘要
一種氣電立焊自動(dòng)焊機(jī)自適應(yīng)抗干擾控制系統(tǒng)，其特征在于，在氣電立焊自動(dòng)焊機(jī)的控制箱中，針對(duì)系統(tǒng)的電流信號(hào)x1，設(shè)計(jì)如下自適應(yīng)抗干擾電路LM741為運(yùn)算放大器，AD633是輸出因子為0.1的乘法器，電阻取值分別為0.5kΩ，1kΩ，10kΩ，100kΩ，電容取值為0.1μF，電動(dòng)機(jī)選取Z2系列直流電動(dòng)機(jī)；自適應(yīng)抗干擾控制系統(tǒng)在氣電立焊自動(dòng)焊機(jī)控制箱內(nèi)易于實(shí)現(xiàn)，并可以在干擾未知，甚至某些元器件故障導(dǎo)致信號(hào)波動(dòng)情況下自動(dòng)調(diào)節(jié)控制參數(shù)，提高焊接精度，保證焊接效果，具有較好經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)意義。
文檔編號(hào)B23K13/08GK102248256SQ20111020227
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者李彥平, 金小崢 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)大學(xué)