基于80C196KC的軟開(kāi)關(guān)型脈沖MIG焊機的研究
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時(shí)間：2012-04-24
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4 電源控制系統設計
4．1 控制系統工作原理
在單片機閉環(huán)控制系統中，采用高性能的MCS-96系列單片機80C196KC作為電源控制系統核心，通過(guò)編程實(shí)現焊接過(guò)程控制、電流電壓采樣、A／D轉換、PI運算、參數預置等功能。整個(gè)系統采用閉環(huán)負反饋控制，逆變采用PWM方式控制輸出電流的大小，控制量經(jīng)由MAX530組成的D／A轉換電路后送到脈寬調制芯片UC3846，輸出自帶死區的兩路PWM驅動(dòng)信號，經(jīng)過(guò)脈沖變壓器的隔離驅動(dòng)IGBT，輸出恒流外特性。
4．2 IGBT驅動(dòng)波形
圖4為實(shí)測IGBT驅動(dòng)波形，其中圖4a為同一橋臂VT1，VT2上的驅動(dòng)波形ugVT1，ugVT2，由圖可知，兩路驅動(dòng)波形相位相反，脈寬相等，與預期的目標相同。圖4b為同一導通回路VT1，VT4上的驅動(dòng)波形ugVT1，ugVT4，即ugVT4一直保持最大脈寬，通過(guò)控制ugVT1脈寬來(lái)實(shí)現PWM調節。圖4c為VT2，VT3上的驅動(dòng)波形ugVT2，ugVT3。圖4d為VT3，VT4上的驅動(dòng)波形ugVT3，ugVT4。由圖可見(jiàn)，ugVT3，ugVT4一直保持最大脈寬，只有ugVT1，ugVT2的脈沖寬度是跟隨PI計算后的給定值而變化的，符合所設計的軟開(kāi)關(guān)主電路要求。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/177435.htm
5 控制系統軟件設計
控制系統是在系統軟件的控制下工作的，控制程序作為整臺焊機的精髓所在，其結構的合理性、程序的實(shí)用性以及可靠性就成為數字化焊機的關(guān)鍵所在。合理的程序結構、正確的程序流程是保證焊機正常工作的基礎。
5．1 PI控制算法
PI運算是控制軟件部分主要完成的工作之一，數字PID控制算法的程序編寫(xiě)較為簡(jiǎn)單，根據所設計焊機的具體要求，并結合以往的研究結果，系統有比例、積分環(huán)節即可得到滿(mǎn)意的控制效果，加入微分項可以提高系統的動(dòng)態(tài)品質(zhì)，但其運算和參數調整較為復雜，會(huì )占用單片機過(guò)多的時(shí)間，降低了響應的快速性。故此處采用PID算法中的PI部分，其控制規律為：
式中：α=K(1+T／Ti)，β=-K；ei，ei-1分別為第i次和第i-1次電流給定值與反饋值之差；I(i)，I(i-1)分別為第i次和第i-1次輸出給MAX530的控制參量；α，β的值是通過(guò)大量實(shí)驗整定后確定的。
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