上海交通大学博士学位论文GMAW-P数字电源设计及熔滴过渡特征信号提取与建模研究姓名：李芳申请学位级别：博士专业：材料加工工程指导教师：吴毅雄;华学明20081001摘要GMAW．P数字电源设计及熔滴过渡特征信号提取与建模研究摘要脉冲熔化极气体保护焊(GMAW-P)在工业生产中的应用日益广泛。当前，铝合金等材料的广泛应用，由此而带来的新工艺等对焊接设备提出了更高的要求。GMAW-P焊接方法在应用中存在的其中一个工艺问题就是：弧长稳定性。由于GMAW-P焊接过程中，脉冲电流波形不断地在基值与峰值电流之间进行切换，因此弧长也在两个值之间不断变化，很容易出现导电嘴的回烧。如何有效的控制电弧长度是GMAW-P亟待解决的工艺问题之一。GMAW-P熔滴形成、长大及过渡与脉冲参数有着密切的关系，而GMAW-P熔滴过渡过程对GMAW-P焊接工艺性能、焊缝成形和焊接质量有重要影响。如何能有效、精确控制熔滴过渡的形式，实现精确的一脉一滴熔滴过渡过程也是GMAW巾研究的一个重要任务。对于GMAW-P焊接电源，应用环境多为开放式的车间或野外，各种高频信号干扰容易导致数字焊接电源发生故障。目前，GMAW-P数字焊接电源从控制方案设计角度存在以下问题：1)采用单一的CPU，信号高度集中；2)资源独占，程序设计复杂；3)可靠性不高，某一环节的问题可能会导致系统的瘫痪。针对当前GMAW-P数字焊接电源存在的问题，应用模块化理论，计算各零部件之间的相似程度系数，形成模糊相似矩阵，从数字控制角度对GMAW-P焊接电源系统进行了模块划分。系统的主模块分为主回路模块和控制模块。控制模块又包括信息交互模块、过程控制模块、辅助功能模块三大部分。信息交互模块与过程控制模块分别采用DSP和MCU独立控制。过程控制模块以DSP为核心，通过RS一485总线与MCU控制的信息交互模块采用软件握手的方式进行数据通讯，实现对GMAW-P焊接过程中脉冲电流、电弧长度控制。此外，通过CAN总线实现了GMAW-P焊接电源与PC机之间的通讯，方便的进行产品的升级。双CPU设计将管理功能与算法功能摘要合理分配，为优化GMAW-P工艺奠定了基础。采用模块化熵s”=三罗卵度量系统P。t。=。‘i的模块化程度，其中，P为产品模块化的级数；f为模块的级别。论文分析了GMAW-P焊接电源的故障类型，研究了GMAW-P焊接电源系统的可靠性。采用分层控制技术，构建了GMAW-P焊接电源系统故障树模型。确定了故障传播的逻辑关系，根据传播矩阵来确定各故障节点的排查次序。如果故障一旦发生，从直接导致顶事件发生的第一...
