基于DSP的焊縫跟蹤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、焊接是機(jī)械制造工業(yè)中的一項(xiàng)重要加工手段。傳統(tǒng)的人工焊接方式不僅生產(chǎn)效率低，而且難以保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量。新興的自動(dòng)化焊接技術(shù)由于具有生產(chǎn)效率高，焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，因此受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。焊接自動(dòng)化需要利用焊接設(shè)備得以實(shí)現(xiàn)，其中以移動(dòng)焊接機(jī)器人為主體的焊接設(shè)備已成為焊接自動(dòng)化領(lǐng)域的主要發(fā)展趨勢(shì)。因此研究移動(dòng)焊接機(jī)器人具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。本文的主要工作如下：
　　1.重點(diǎn)研究了移動(dòng)焊接機(jī)器人焊縫跟蹤問題。首先從整體上分

2、析了移動(dòng)焊接機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)，包括行走機(jī)構(gòu)技術(shù)、十字滑塊機(jī)構(gòu)技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、控制技術(shù)、控制器構(gòu)架，提出了采用十字滑塊和機(jī)器人本體進(jìn)行協(xié)調(diào)控制完成焊縫跟蹤的控制策略。
　　2.建立了移動(dòng)焊接機(jī)器人的平面運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了兩種控制器，PID控制器和模糊-P控制器。模糊-P控制主要根據(jù)焊縫偏差量的取值范圍來切換兩種控制方式，其中模糊控制器的輸入是焊縫偏差e和滑塊橫向調(diào)節(jié)量L，輸出是機(jī)器人本體轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。運(yùn)用Matlab/

3、Simulink工具對(duì)機(jī)器人的執(zhí)行部分分別建立了PID控制和模糊.P控制的仿真模型，利用直線、折線、弧線等模擬焊縫類型進(jìn)行焊縫跟蹤仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明模糊-P控制的適應(yīng)性和抗干擾能力要強(qiáng)于PID控制。
　　3.對(duì)移動(dòng)焊接機(jī)器人本體的轉(zhuǎn)彎控制進(jìn)行了分析，進(jìn)而得出采用兩后輪差速驅(qū)動(dòng)方法來實(shí)現(xiàn)本體轉(zhuǎn)彎。設(shè)計(jì)了基于DSP TMS320F2812芯片同時(shí)控制兩臺(tái)直流無刷電機(jī)的控制系統(tǒng)，并將驅(qū)動(dòng)左右輪的電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，可以