[发明专利]闪光对焊位置伺服系统控制装置

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及程序控制系统，具体地说是闪光对焊位置伺服系统控制装置。

背景技术

大截面薄板和钢坯的闪光对焊工艺流程分为预热、闪光、顶锻、保持和恢复五个阶段。待焊钢材可分为低碳钢、低合金钢、高碳钢、高合金钢和奥氏体钢。

为了提高闪光对焊的焊接质量，现有技术进行了许多研究。CN00101672.5公开了“闪光对焊方法”，是从硬件的角度对传统的焊接装置进行改进，通过强化被焊接工件的加热、降低闪光预留量和焊成连接质量的稳定化而提高闪光焊接效率；CN200610038107.0披露了“金属圆环链全自动全液压闪光对焊的方法及其装置”，主要是从硬件方面采用全液压技术；CN1761548报道了“闪光对焊机的自适应在线控制系统及方法”，是通过作用于一个致动器(该致动器(U)用于打开阀门以控制焊接机夹具的定位)及偏置器来控制焊接操作。上述现有技术均未涉及在闪光对焊过程的预热、闪光、顶锻、保持和恢复五个阶段，如何使用闪光对焊位置伺服系统精确地跟踪闪光对焊工艺要求的位移曲线的控制方法问题。

由于在闪光对焊过程中决定焊接质量最关键的问题是：在保证焊接电压的前提下，使要焊接的钢板按给定的位移曲线s＝kt²运动，这对闪光对焊位置伺服系统中的液压位置伺服系统的跟踪精度提出了较高的要求。

当前，闪光对焊位置伺服系统普遍采用传统PID控制方法，其系统稳态跟踪误差为系统开环放大倍数的1/k，无法满足跟踪精度的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供闪光对焊位置伺服系统控制装置，在其液压位置伺服系统控制回路上应用二次型最优控制线性反馈，并在其基础上计算出前置滤波器函数和扰动前馈补偿器函数，克服了传统PID控制方法跟踪精度低的缺点。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：闪光对焊位置伺服系统控制装置，由硬件部分和控制程序部分组成；

其中硬件部分包括：工业控制计算机、16路可编程增益控制单端A/D采样板、8通道光隔离型D/A转换板、光电隔离模块底板、D/A转换板端子板、人机接口、打印机、DC24V电源、液压缸位移输入接线端子板、液压缸位移速度输入接线端子板、液压缸位移加速度输入接线端子板、电液伺服阀电流输入接线端子板、液压缸压力输入接线端子板、电液伺服阀输出接线端子板、伺服放大器、电液伺服阀、液压缸、负载、伺服放大器电流反馈传感器、压力传感器、液压缸位移传感器、液压缸位移速度传感器和液压缸位移加速度传感器，该硬件部分的连接方式是：人机接口和打印机连接到工业控制计算机上，工业控制计算机还同时与16路可编程增益控制单端A/D采样板和8通道光隔离型D/A转换板相连接，16路可编程增益控制单端A/D采样板与光电隔离模块底板相连接，光电隔离模块底板与DC24V电源连接，光电隔离模块底板上设置有液压缸位置输入接线端子板、液压缸速度输入接线端子板、液压缸加速度输入接线端子板、电液伺服阀电流输入接线端子板和液压缸压力输入接线端子板，8通道光隔离型D/A转换板与D/A转换板端子板相连接，D/A转换板端子板又与电液伺服阀输出接线端子板相连接，伺服放大器与电液伺服阀输出接线端子板、电液伺服阀和伺服放大器电流反馈传感器分别连接，电液伺服阀又连接到液压缸，液压缸又连接到负载上，负载又与压力传感器、液压缸位移传感器、液压缸位移速度传感器和液压缸位移加速度传感器相连，伺服放大器电流反馈传感器又连接到电液伺服阀电流输入接线端子板，压力传感器、液压缸位移传感器、液压缸位移速度传感器和液压缸位移加速度传感器则分别连接到液压缸位移输入接线端子板、液压缸位移速度输入接线端子板、液压缸位移加速度输入接线端子板和液压缸压力输入接线端子板上；其中，伺服放大器、电液伺服阀、液压缸和负载构成液压位置伺服系统；工业控制计算机、16路可编程增益控制单端A/D采样板、8通道光隔离型D/A转换板、光电隔离模块底板、D/A转换板端子板、液压缸位移输入接线端子板、液压缸位移速度输入接线端子板、液压缸位移加速度输入接线端子板、电液伺服阀电流输入接线端子板、液压缸压力输入接线端子板、电液伺服阀输出接线端子板、伺服放大器电流反馈传感器、压力传感器、液压缸位移传感器、液压缸位移速度传感器和液压缸位移加速度传感器构成液压位置伺服系统控制回路；

其中控制程序部分是在闪光对焊位置伺服系统控制装置的液压位置伺服系统控制回路上应用二次型最优控制线性反馈，并在其基础上计算出前置滤波器函数和扰动前馈补偿器函数，该控制程序部分包括：