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基于模糊PID的激光钎焊焊缝跟踪控制系统研究
| 论文题名： | 基于模糊PID的激光钎焊焊缝跟踪控制系统研究 |
| 关键词： | 汽车顶盖;激光钎焊;焊缝跟踪;模糊PID控制 |
| 摘要： | 随着激光焊接在汽车制造中的广泛运用，激光钎焊逐渐成为汽车顶盖焊接主流技术，其焊接质量直接影响着汽车的安全性和稳定性。作为提高焊接质量的重要手段，焊缝跟踪技术逐渐成为该领域的研究热点。针对现有焊缝跟踪技术存在的问题，论文设计了一种基于模糊PID的激光钎焊焊缝跟踪控制系统，以提升汽车顶盖焊接质量，具体研究内容如下： 首先介绍了汽车顶盖激光钎焊工艺，分析了激光钎焊焊缝跟踪控制系统的性能指标和控制需求，并根据激光钎焊的工艺特点确定了测量系统方案即通过焊丝受力判断实际偏差。其次分析了激光钎焊焊缝跟踪的原理，建立了激光钎焊焊缝跟踪控制模型。接着实现了焊缝跟踪控制算法，基于激光钎焊焊缝跟踪控制模型，结合PID算法和模糊控制的特点，设计出用于焊缝跟踪的模糊PID控制器，并借助MATLAB辅助设计将模糊PID控制器离线化，在STM32中实现了基于模糊PID的焊缝跟踪算法，完成了实现焊缝跟踪功能的重要环节。 然后完成了激光钎焊焊缝跟踪控制系统的软件。为了实现控制系统的通信需求，在STM32上实现了CANopen主站。焊缝跟踪算法能够通过CANopen总线直接控制焊枪运动，实现焊缝跟踪；针对激光钎焊工艺过程，开发了焊缝跟踪系统上位机控制软件，实现焊接过程中必须的控制流程。 最后为了验证激光钎焊焊缝跟踪算法和控制系统的性能，结合实际条件设计了针对直线焊缝和曲线焊缝的激光钎焊模拟实验。实验结果表明激光钎焊焊缝跟踪系统能够实时对焊接过程中的误差进行调整，满足设计要求。 |
| 作者： | 郑新林 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 龚时华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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