文档介绍：第卷第期
年月
铝合金脉冲焊过程
控制器设计与仿真
薛诚石玗樊丁陈剑虹
兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室甘肃兰州
兰州理工大学有色金属合金省部共建教育部重点实验室甘肃兰州
摘要针对铝合金脉冲焊过程根据建立的占空比与焊接正面熔宽之间动态关系的数学模型设
计了非线性控制器和遗传算法优化的控制器并分别对其在焊接过程中占空比对熔池正面熔
宽阶跃动态响应的控制效果进行了仿真研究。结果表明非线性控制方法具有比遗传算
法优化的控制方法更好的控制效果。
专关键词铝合金脉冲焊非线性遗传算法仿真
题

讨中图分类号文献标识码文章编号
论
—
—
焊
接

软
件
的
开
发
与
应
用

前言质量所以迫切需要对铝合金焊接过程进行必要有

在实际焊接过程中由于铝合金导热导电性好、效地控制。
线膨胀系数大焊接时常会出现气孔、裂纹、咬边、基于经典控制理论的控制是迄今为止最
焊缝成形差等缺陷焊后接头力学性能下降并且通用的控制方法由于其结构简单控制器各个参
铝合金在恒定焊接规范下进行焊接时由于热积累数有着明显的物理意义调整方便工作稳定鲁棒性

作用强而表面张力小将会使焊缝越来越宽、焊缝强因此广泛应用于各种焊接生产过程的控制中。
塌陷甚至焊穿导致焊缝成形不良严重影响产品但是传统控制最主要的问题是参数一旦确定
计算好后在整个控制过程中都是固定不变的而实

收稿日期修回日期际应用中系统状态和参数等会发生变化过程中会
基金项目国家自然科学基金资助项目甘肃省
自然科学基金资助项目教育出现状态和参数的不确定性使系统很难达到最佳
部春晖计划资助项目的控制效果。因此应用常规控制器对于焊接这
作者简介
薛诚—男蒙古族内蒙古阿拉善盟左种对性能要求较高且具有非线性、时变不确定性的
族人在读硕士主要从事焊接方法与焊接智能
控制方面的研究工作。系统依然无法达到最理想的控制效果。
· ·
专题讨论薛诚等铝合金脉冲焊过程控制器设计与仿真第期
随着现代控制理论和微处理机技术的发展出
现了许多新型控制器为解决复杂无规则系统
的控制开辟了新途径。其中智能控制既保证
了传统控制结构简单的特性同时又较大程度地
提升了控制系统的抗干扰性能和适应性能。本研究
应用其中的非线性和遗传算法优化的控
制器对铝合金脉冲焊接过程进行了仿真研究。
过程模型
图增益参数变化曲线
为了获得熔池正面熔宽随脉冲电流占空比阶
微分增益参数
跃变化的响应数据设计了脉冲电流占空比由~
在响应时间从零到首次到达终值的时间段
变化的阶跃响应试验同时在焊接过程中利
微分增益参数应由小逐渐增大这样可以保证在
用视觉检测系统实时采集熔池正面熔宽变化数据。
不影响响应速度的前提下抑制超调的产生在从
对正面熔宽随占空比δ的阶跃响应过程进行了
终值到达峰值的时间段继续增大从而增大反
辨识辨识所得传递函数为
向控制作用减小超调量。在峰值时刻减小微分增
专
τ
益参数并在随后的从峰值下降到最低点的时间
题
段再次逐渐增大抑制超调的产生。根据的变化