一种送丝速度实时调节方法技术

本发明专利技术公开了一种送丝速度实时调节方法，包括：根据电机反电动势和电机转速的对应关系，基于反馈电路获取送丝电机的反电动势，获取驱动送丝电机当前的转速；采用嵌入式CPU分时驱动送丝电机的方式，控制送丝电机状态转换以及转速调节；基于时序对齐的PID调节算法对送丝速度进行实时调节。本发明专利技术基于反馈电路获取送丝电机的反电动势即可计算出当前电机转速，其具有所需元器件少，电路设计简单，无需额外安装测速装置等优点，可以有效降低焊机送丝控制系统的制造成本；基于嵌入式CPU的分时驱动方式结合基于时序对齐的PID调节算法对送丝速度进行实时调节，在节省焊机制造成本的前提下实现了稳定匀速的送丝过程，提高了焊接过程中的稳定性。中的稳定性。中的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种送丝速度实时调节方法


[0001]本专利技术涉及嵌入式系统控制
，具体涉及一种送丝速度实时调节方法。

技术介绍

[0002]CO2气体保护焊是目前较为流行的一种焊接技术，其应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。由于其成本低，二氧化碳气体易生产，广泛应用于各大中小企业。加之其采用短路过渡时焊缝成形良好，使用含脱氧剂的焊丝即可获得无内部缺陷的高质量焊接接头，因此这种焊接技术目前已成为黑色金属材料最重要焊接方法之一，CO2气体保护焊需要有额外的送丝系统用于焊接过程，且送丝系统的稳定性直接决定了焊接质量以及焊接效果。
[0003]现有技术采用单变压器系统的送丝电源附属于焊接电源，在焊接过程中不断变化的焊接电压将对送丝机产生影响，改变既定好的送丝速度，大大增加焊接过程的断弧、爆丝及飞溅现象。单变压器焊机的外部电源电压将跟随焊接电压实时变化，嵌入式CPU无法通过输出恒定的PWM脉宽来得到稳定的送丝速度，因此需要加入额外的转速反馈电路来实时监测当前的送丝速度并调整嵌入式CPU给出的PWM脉宽，使其达到匀速的效果。传统的转速反馈系统多采用光电码盘及编码器构成，此种反馈系统要求在送丝电机上进行改造，从而获取其实时转速。转速反馈的精度高度依赖于采用的光电码盘的精度，成本高且稳定性有待提高。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中送丝速度实时调节方法成本高且稳定差的缺陷，因此提供一种送丝速度实时调节方法，可以有效降低焊机送丝控制系统的制造成本，提高稳定性。
>[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供一种送丝速度实时调节方法，包括如下步骤：
[0007]根据电机反电动势和电机转速的对应关系，基于反馈电路获取送丝电机的反电动势，获取驱动送丝电机当前的转速；
[0008]采用嵌入式CPU分时驱动送丝电机的方式，控制送丝电机状态转换以及转速调节；
[0009]基于时序对齐的PID调节算法对送丝速度进行实时调节。
[0010]在一实施例中，采用嵌入式CPU分时驱动送丝电机的方式，控制送丝电机状态转换以及转速调节的过程，包括：
[0011]嵌入式CPU内部设置2个定时器，分别输出频率不同的状态转换PWM波形和转速控制PWM波形，状态转换PWM波形为占空比固定为50％，转速控制PWM波形的频率与送丝电机驱动开关频率匹配，输出至电机驱动波形为状态转换PWM波形和转速控制PWM波形的两个脉宽波形的叠加，来控制送丝电机状态转换以及转速调节。
[0012]在一实施例中，反馈电路包括依次连接的电阻分压电路、电压跟随器以及低通RC
滤波电路，电阻分压电路与送丝电机连接，低通RC滤波电路与ADC采集模块连接。
[0013]在一实施例中，在一个波形周期内，状态转换PWM波形中前一半时间输出低电平，后一半时间输出高电平，低电平时间段利用ADC采集转速反馈信号，高电平时间段输出转速控制PWM。
[0014]在一实施例中，基于时序对齐的PID调节算法对送丝速度进行实时调节的过程，包括：
[0015]设当前波形周期为第k个周期，在分时驱动的时序逻辑图中，t1时刻为驱动波形撤除时刻；设置延迟参数T
delay
用于等待送丝电机状态稳定后再进行ADC的采集，开始ADC采集的时刻为t2，ADC采集耗时T
ADC
，在t3时刻ADC采集结束，开始计算当前转速R
k
，结合给定转速R
target
以及上周期输出的PWM脉宽数值PWM
k
‑1，采用PID调节算法得出本周期需输出的PWM脉宽数值，t4时刻将算得的PWM脉宽数值PWM
k
输出至嵌入式CPU的定时器，t5时刻即下一波形周期的t1时刻，以此不断循环；
[0016]如果计算第k个周期的PWM
k
的时长T
PID
未超出状态转换PWM波形中低电平的输出截止时间T
deadline
，得出PWM
k
的时刻未超过t4时刻，此时保持PID算法中的参数P
normal
，I
normal
以及D
normal
不改变，继续用于PWM
k+1
的计算；
[0017]如果计算第k个周期的PWM
k
的时长T
PID
超出状态转换PWM波形中低电平的输出截止时间T
deadline
，得出PWM
k
的时刻超过了t4时刻，应用新的PID调节参数P
delay
，I
delay
以及D
delay
，三者的值根据给定转速R
target
转速与实际转速的误差确定；
[0018]设置参数ADC
version
、PWM
version
分别记录每次ADC采集所处的波形周期以及每次使用PID算法计算PWM脉宽数值时所处的波形周期，每次进行完ADC的采集，则ADC
version
自增1；每次进行完PWM脉宽数值的计算，则PWM
version
自增1，当t4时刻来到，判断ADC
version
与PWM
version
是否相等来确定在下一波形周期计算输出的PWM脉宽时的参数。
[0019]在一实施例中，当ADC
version
＝PWM
version
时，下一波形周期计算输出的PWM脉宽时PID算法中采用参数P
normal
，I
normal
以及D
normal
；
[0020]当ADC
version
＝PWM
version
+1时，下一波形周期计算输出的PWM脉宽时PID算法中采用参数P
delay
，I
delay
以及D
delay
。
[0021]第二方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行本专利技术实施例第一方面的送丝速度实时调节方法。
[0022]第三方面，本专利技术实施例提供一种处理终端，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行本专利技术实施例第一方面的送丝速度实时调节方法。
[0023]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0024]本专利技术提供了的送丝速度实时调节方法，根据电机反电动势和电机转速的对应关系，基于反馈电路获取送丝电机的反电动势，获取驱动送丝电机当前的转速；测量反电动势即可计算出当前电机转速，其具有所需元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种送丝速度实时调节方法，其特征在于，包括如下步骤：根据电机反电动势和电机转速的对应关系，基于反馈电路获取送丝电机的反电动势，获取驱动送丝电机当前的转速；采用嵌入式CPU分时驱动送丝电机的方式，控制送丝电机状态转换以及转速调节；基于时序对齐的PID调节算法对送丝速度进行实时调节。2.根据权利要求1所述的送丝速度实时调节方法，其特征在于，采用嵌入式CPU分时驱动送丝电机的方式，控制送丝电机状态转换以及转速调节的过程，包括：嵌入式CPU内部设置2个定时器，分别输出频率不同的状态转换PWM波形和转速控制PWM波形，状态转换PWM波形为占空比固定为50％，转速控制PWM波形的频率与送丝电机驱动开关频率匹配，输出至电机驱动波形为状态转换PWM波形和转速控制PWM波形的两个脉宽波形的叠加，来控制送丝电机状态转换以及转速调节。3.根据权利要求1或2的送丝速度实时调节方法，其特征在于，反馈电路包括依次连接的电阻分压电路、电压跟随器以及低通RC滤波电路，电阻分压电路与送丝电机连接，低通RC滤波电路与ADC采集模块连接。4.根据权利要求3的送丝速度实时调节方法，其特征在于，在一个波形周期内，状态转换PWM波形中前一半时间输出低电平，后一半时间输出高电平，低电平时间段利用ADC采集转速反馈信号，高电平时间段输出转速控制PWM。5.根据权利要求4所述的送丝速度实时调节方法，其特征在于，基于时序对齐的PID调节算法对送丝速度进行实时调节的过程，包括：设当前波形周期为第k个周期，在分时驱动的时序逻辑图中，t1时刻为驱动波形撤除时刻；设置延迟参数T
delay
用于等待送丝电机状态稳定后再进行ADC的采集，开始ADC采集的时刻为t2，ADC采集耗时T
ADC
，在t3时刻ADC采集结束，开始计算当前转速R
k
，结合给定转速R
target
以及上周期输出的PWM脉宽数值PWM
k
‑1，采用PID调节算法得出本周期需输出的PWM脉宽数值，t4时刻将算得的PWM脉宽数值PWM
k
输出至嵌入式CPU的定时器，t5时刻即下一波形周期的t1时刻，以此不断循环；如果计算第k个周期的PWM
k
的时长T
PID
未超出状态转换PWM波形中低电平的输出截止时间T
deadline
，得出PWM
k
的时刻未超过t4时刻，此时保持PID算法中的参数P
normal
，I
normal
以及D
normal
不改变，继续用于PWM
k+1
的计算；如果...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅，王天雨，邵子立，秦志伟，申兆岩，刘铎，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：