基于模糊PID的摩托车轮钢圈焊接控制系统设计

【摘要】目前我国摩托车车轮钢圈的加工主要是依靠闪光接触焊技术保证的,而对于闪光接触焊来说其具有参数变量相对较多,焊机参数相关性差,控制因子实时变化,且焊接质量受随机因素影响强烈,焊接加工过程复杂等制约加工生产的瓶颈。目前国内所采用的闪光接触焊接因为采用原有的PID控制算法进行系统控制,所以在控制系统的动态调节上耗时量相对较长,且对控制参数只能通过熟练实验进行人工整定,因此系统受超调量大的影响在保证良好的焊接质量与系统控制上受到客观因素的制约。本论文查阅了国内外大量有关文献,针对经典PID控制器存在的问题,在研究国内外闪光焊接控制技术的最新成果与发展趋势,结合我国摩托车车圈焊接的实际加工过程后,提出了在PID算法的基础上加入模糊控制的理念,提出了PID模糊自整定控制系统,即在对摩托车车圈钢圈的焊接过程中利用模糊算法控制PID控制器的参数输出,从而对焊接系统的实际焊接电流与闪光速度进行反馈调节,并深入研究PID模糊自整定控制系统在实际摩托车车圈加工中的运用。本文还主要介绍了Fuzzy-PID控制器的控制规则和在设计时可能出现的问题,并利用Matlab将电液伺服控制系统进行数学建模,计算出其传递函数,并利用simulink对液压伺服系统在传统PID控制和Fuzzy-PID控制下进行了仿真结果的比较,得出Fuzzy-PID控制器的优点,最后进行了子程序的详细分析设计。基于自整定模糊PID控制系统的交流闪光焊机具有自适应强、响应速度快、稳定性好的优点,采用该控制系统来控制闪光焊机可以提高设备的生产效率,降低PID参数的整定难度,有利于提高车轮钢圈焊头的焊接质量。本论文设计的控制系统具有良好广阔的市场应用前景。
【作者】张晴；
【导师】陈忠孝；毛立才；
【作者基本信息】西安工业大学，控制工程，2014，硕士
【关键词】Fuzzy-PID；模糊控制；PLC；闪光焊；摩托车车轮；自整定；

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