[发明专利]一种新型焊接电极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种新型焊接电极材料，其特征在于，所述新型焊接电极材料包括：

三氧化二铝层；

所述三氧化二铝层被合金基体围绕在内部，金属铜也渗入到三氧化二铝层；

新型焊接电极材料制备装置设置有箱体，所述箱体的上部紧密压合有压合盖，压合盖上方焊接有提手，箱体的一侧插接有进气管，进气管的上方安装有控制阀，进气管的对过安装有抽气泵，充气泵插接有出气管，出气管下方镶嵌有控制面板，固定锁扣通过螺母固定在箱体的前端，出气管底端插接有控制开关；

所述新型焊接电极材料还包括：Cr 0.4-0.8％、Zr 0.15-0.24％、Al 0.25-3％、Ti0.3-0.5％、Gd 0.005-0.008％、余量为Cu；

所述新型焊接电极材料的制备方法包括：

在氧气不充足的情况下将氧化剂选择性的加入极少量铝发生氧化反应生成三氧化二铝，将Cu、Al、Zr、Cr混合后加入电炉，于1350～1400℃熔炼，得到铜合金液，调整合金铜液的温度为1100～1200℃，加入Ti以及Gd，得到合金熔液，将三氧化二铝和合金熔液放入箱体，通过进气管的控制阀与抽气泵控制氧化剂的含量，从而制备出新型电极焊接材料，控制面板用于控制加热温度与进行时间；

控制面板采用时间

最优控制算法，对非线性系统

寻找一个容许控制向量u(t)∈Rr,满足

|u_j(t)|≤1，(j＝1，2，…，r). (2)

使系统从x(t₀)＝x₀出发,在某一末态时刻Tt₀到达目标集g(x(T),T)(g∈R^p)，并使性能指标

最小，由极大值原理，对系统(1)可写出Ham ilton函数

H(x,u,λ,t)＝1+λ^τf(x，t)+λ^τB(x，t)u (4)

令q(t)＝B^τ(x，t)λ，即其中bj是矩阵B的第j个列向量，λ是待定乘子函数，得最优控制uj*(t)为qj(t)的下列函数：

由式(5)可知,若qj(t)只在[t₀,T]的有限个孤立点上为零，则最优控制分量u*j(t)是一分段常值函数；

控制面板对温度控制时采用基于自寻优的PID参数自整定算法，采用增量式PID，为实现高精度控制增加了一下改进：

首先，为减少因采样与微分引起的高频干扰，在此算法中引入了数字滤波，从而使调节精度更高，数字滤波有不同的方法，本算法采取的是一阶递推滤波；

一阶递推滤波法就是一种以数字形式实现RC低通滤波器的动态滤波方法，对一个RC低通滤波器，其传递函数为：L(s)＝1/(τs+1)其中τ＝RC为滤波器时间常数，将该式离散化可得：

e′_k＝ae′_k-1+(1-a)e_k (6)

式中：α＝τ/(τ+T)；T为采样周期；e_k为第k次采样时滤波器的输入；e′_k为第k次采样时滤波器的输出；e′_k－1为第k－1次采样时滤波器的输出；采用方程(6)对偏差信号e_k进行修正，然后将修正后的偏差值e′_k作为第k次采样时刻的偏差信号，代入PID算式进行计算，便减少了高频干扰对数字PID控制算式的影响；

其次，为减少由于积分作用引起的超调，提高稳态精度，本算法采用了积分分离PID算法；为减少因人工输入及外界冲击干扰引起的振荡，本算法加入了限幅处理，即当|e|ε,则ΔU＝λ，λ为你允许的最大波动值；

控制系统设置了一个位置控制的门限值△e，计算机对数据处理后得到的误差e进行判断，具体如下：

若ε≥|e|△e，实行PD控制，改善控制的动态特性，

当|e|△e时，实行PID控制，保证控制精度，当|e|ε时，ΔU＝λ(常量)。