[发明专利]一种激光软钎焊设备焊接过程中的温度控制方法

权利要求书

1.一种激光软钎焊设备焊接过程中的温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：在一个精确的数学模型的前提下，对模型进行离散化，列出离散化公式并进行Z变换，得到每个周期的被控对象；

第二步：在每个周期内，在每个周期内，将PID控制器和被控对象串联，求出闭环传递函数，进行极点配置，令特征多项式为期望特征多项式，计算出PID控制器参数；

第三步：对第一个加热周期进行误差计算，将误差输入到下一周期的PID控制器进行运算，得到结果值为激光功率；

第四步：以此类推，以保证每次的误差在一个可控的范围内。

2.根据权利要求1所述的一种激光软钎焊设备焊接过程中的温度控制方法，其特征在于：所述PID控制器为自校正PID控制器，在现有基础数学模型的基础上，使用极点配置方法设计完成，采用增量式PID控制：

故ΔP(k)＝P(k)-P(k-1)＝g₀e(k)+g₁e(k-1)+g₂e(k-2)；

其中，g₀＝k_p+k_i+k_d,g₁＝-k_p-2k_d,g₂＝k_d

进行Z变换，得：

简记为：

其中，F＝1-z^-1,G＝g₀+g₁z^-1+g₂z^-2，P(k)为第k个周期计算得到的激光功率值，T_r(k)为第k个周期的目标温度，T(k)为第k个周期的输出温度。

3.根据权利要求2所述的一种激光软钎焊设备焊接过程中的温度控制方法，其特征在于：所述极点配置方法为：确定好期望闭环特征多项式后，由于闭环特征多项式取决于PID控制器和被控对象，又因为被控对象已知，因此，便能反过来推出PID的具体参数；

被控对象为：

A(z^-1)T(k)＝z^-1B(z^-1)P(k)+r(k)；

其中，A＝1-az^-1,B＝b，a和b为与系统有关的参数，都为已知参数，r(k)为扰动值，闭环传递函数的求导过程如下：

4.根据权利要求2所述的一种激光软钎焊设备焊接过程中的温度控制方法，其特征在于：所述自校正PID控制器使用极点配置的方法，使整个控制系统的闭环特征多项式为期望特征多项式，解出方程，即可得到PID控制器的参数；

期望特征多项式为：

Am(z^-1)＝1-a₁z^-1+a₂z^-2+...+a_nz^-n 。