《焊接工藝解耦控制機理及執行機構與控制策略的研究》是依託北京工業大學，由劉嘉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：焊接工藝解耦控制機理及執行機構與控制策略的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉嘉
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
項目擬從控制學及新型執行機構套用的角度研究GMAW解耦控制原理和實現方法。基於常規GMAW系統分析，將其分解為熔滴過渡與焊接電流、電壓解耦和在恆流源模式下實現弧長自由調節。基於對熔滴過渡的研究，提出並驗證了採用壓電材料進行熔滴過渡和弧長控制的可行性。建立GMAW解耦控制的系統動態模型，並提出採用模型預測控制的方法來實現。研製一套實驗系統並進行解耦控制實驗，以檢驗上述原理分析、系統設計及控制方法的有效性和實用性。項目的意義是：從控制學角度在原理上解釋GMAW解耦控制的可行性，並通過設計壓電執行器，建立控制模型，研究解耦算法加以實現。研究GMAW的解耦控制系統可以擴展GMAW工藝區間，提高焊接質量。
結題摘要
熔滴過渡與弧長控制是GMAW焊接工藝的主要挑戰，焊接工藝穩定性、飛濺的形成以及焊接的能量輸入、焊縫成型等都與其關係緊密。項目通過採用壓電執行器對熔滴施加機械力的方式，實現了在焊接電流不變的前提下熔滴的小顆粒過渡。在壓電執行機構設計實現的基礎上，完成了執行機構的特性測試與弧長控制系統的動態分析、執行器運動協同性分析與最佳化設計、系統研製及GMAW解耦控制的試驗研究等工作。熔滴過渡的高速攝像研究表明，熔滴的加速推進與突然減速是熔滴過渡發生的驅動力。該研究為研究電弧空間的電場分布以及新型的直線電機複合送絲工藝研究奠定了基礎，同時為脈衝GMAW的研究指明了方向，在相關的合作研究中取得了豐碩的成果。
