脉冲焊接电源温度自适应调节的控制方法及脉冲焊接电源技术

本发明专利技术提供了脉冲焊接电源温度自适应调节的控制方法及脉冲焊接电源，方法包括：获取历史数据，将历史数据输入至控制器内，根据给定温度，实时控制输出脉冲焊接电源的电压脉冲输入占空比；将输出电压脉冲占空比输入至脉冲焊接电源中进行控制；对脉冲焊接电源进行温度检测，得到温度检测结果，并将温度检测结果存入历史数据中；本发明专利技术解决的问题是焊接电源在焊接时温度上升超调和稳态波动严重影响焊接工艺质量的技术问题，实现根据设定温度稳态值进行调节，保证温度平稳性满足高精密设备焊接所需要的温度要求的技术效果。所需要的温度要求的技术效果。所需要的温度要求的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
脉冲焊接电源温度自适应调节的控制方法及脉冲焊接电源


[0001]本专利技术涉及焊接电源
，具体而言，涉及一种脉冲焊接电源温度自适应调节的控制方法及脉冲焊接电源。

技术介绍

[0002]随着电子产品的快速发展，对其精密焊接工艺要求越来越突出。焊接温度是重要参数，对精密产品焊接处的阻尼、质量具有重要影响。如今电子产品热压焊接电源主要采用隔离变压器控制方式、半导体开关器件PID控制方式等，这些电源无法实现对温度精确控制。
[0003]由于温度的延时响应，采用隔离变压器控制的方式基于滞环比较控制，采样频率低和动态响应慢，导致温度上升至给定值时超调大和稳态波动大；采用半导体开关器件PID控制方式是基于PWM脉冲温度闭环控制，温度上升至稳态时出现超调大。温度上升超调和稳态波动严重影响焊接工艺的质量，一致性差。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的问题是焊接电源仔焊接时温度上升超调和稳态拨动严重影响焊接工艺质量的技术问题，实现根据设定温度稳态值进行调节，保证温度平稳性满足高精密设备焊接所需要的温度要求的技术效果。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种脉冲焊接电源温度自适应调节的控制方法，方法包括：步骤S100：对脉冲焊接电源设置给定温度；步骤S120：获取历史数据，将历史数据输入至控制器内，根据给定温度，控制器实时输出电压脉冲占空比；步骤S130：将电压脉冲占空比输入至脉冲焊接电源中进行控制；步骤S140：对脉冲焊接电源进行温度检测，得到温度检测结果，并将温度检测结果存入历史数据中；步骤S150：根据温度检测结果判断脉冲焊接电源达到温度给定值的稳态时长是否处于安全范围；步骤S160：若脉冲焊接电源达到给定温度的稳态时长处于安全范围，继续判断温度检测结果是否处于多点温度范围内；步骤S170：若温度检测结果处于多点温度范围内，则返回并继续执行步骤S100，脉冲焊接电源设置给定温度；其中，控制器包括：神经网络控制器、PID控制器。
[0006]与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：根据控制流程进行逐步的控制，能够根据设置的若干温度点自动调节，能够满足精密焊接温度工艺需求，避免温度超调和波动大导致的焊接处阻尼、一致性差，提高稳定可靠的焊接温度和质量。控制过程中首先判断稳态时长然后比较温度大小，判断条件较为全面。并且，根据多个控制器进行控制，来实现温度的调节，更加准确高效。
[0007]在本专利技术的一个实例中，获取历史数据，将历史数据输入至控制器内，根据给定温度，控制器实时输出电压脉冲占空比，包括：将历史数据输入至神经网络控制器中得到特定温度下的PID参数；PID控制器根据特定温度下的PID参数和历史数据得到PID控制器的输出结果；将神经网络控制器的输出与PID控制器的输出结果相结合，作为脉冲焊接电源的电压
脉冲占空比；其中，历史数据包括：温度给定数据、温度的超调值数据、实时温度反馈数据。
[0008]与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：在控制器得到脉冲焊接电源的电压脉冲输入占空比的过程中，使用两个控制器，先后进行输入输出逐步进行控制，能够使控制方案更加完整和准确。
[0009]在本专利技术的一个实例中，将历史数据输入至神经网络控制器中得到特定温度下的PID参数，包括：将温度给定数据、温度的超调值数据、实时温度反馈数据输入至神经网络控制器内；在神经网络控制器中，构建神经网络模型并训练，利用神经网络模型得到特定温度下的PID参数；其中，特定温度下的PID参数为：PID的比例参数
△
k
p
、PID的积分参数
△
k
i
、PID的微分参数
△
k
d 、PID的最大限幅值参数P
max
、PID的最小限幅值参数P
min
；通过特定温度下的PID参数采用分段式PID控制算法实时调节温度闭环PID控制器参数。
[0010]与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：在使用神经网络控制器得到PID参数的过程中，神经网络控制器中利用了神经网络模型。在控制器中建立并训练神经网络模型，利用神经网络模型得到特定温度下的PID参数。使用神经网络多次训练得到的PID参数，能够不断重复利用历史数据，得到更为准确的特定温度下的PID参数。神经网络控制器输出参数包括有PID的比例参数
△
k
p
、PID的积分参数
△
k
i
、PID的微分参数
△
k
d 、PID的最大限幅值参数P
max
、PID的最小限幅值参数P
min
。通过上述参数控制PID进行调节。
[0011]在本专利技术的一个实例中，PID控制器根据特定温度下的PID参数和历史数据得到PID控制器的输出结果，包括：计算温度给定数据与实时温度反馈数据之间的误差，并将误差输入至PID控制器内；PID控制器根据PID参数以及误差，利用离散PID数学公式，得到电压脉冲占空比；其中，离散PID数学公式为：P(x)=P(x
‑
1)+
△
k
p
*(e(x)
‑
e(x
‑
1))+
△
k
i
*(e(x) +
△
k
d
*(e(x)
‑
2*e(x
‑
1)+ e(x
‑
2)) ；其中，e(x) =τ
*
－τ
^
，τ
*
为温度给定值，τ
^
为实时温度反馈值；x为离散函数迭代次数，为正整数; P(x)为当前闭环PID输出值，即占空比；P(x
‑
1)为前一次闭环PID输出值，即前一次占空比；e(x)为当前闭环温度给定值和反馈值的偏差；e(x
‑
1)为前一次闭环温度给定值和反馈值的偏差；e(x
‑
2)为前二次闭环温度给定值和反馈值的偏差。
[0012]与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：在使用PID控制器进行控制时，需要计算温度给定数据与实时温度反馈数据之间的差值，两者之间的差值反映了脉冲焊接电源温度的稳定性，两者之间的差值越大，说明越不稳定，差值越小越稳定。PID控制器根据PID参数以及误差得到特定温度下的输出电压脉冲占空比能够更加准确。
[0013]在本专利技术的一个实例中，在神经网络控制器中，构建神经网络模型，利用神经网络模型得到特定温度下的PID参数，包括：在神经网络控制器中，构建神经网络模型；对神经网络模型进行训练，得到最终的神经网络模型；将温度给定数据、温度的超调值数据输入至最终的神经网络模型中，得到特定温度下的PID参数；其中，神经网络模型包括输入层、隐含层和输出层。
[0014]与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉冲焊接电源温度自适应调节的控制方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S100：对所述脉冲焊接电源设置给定温度；步骤S120：获取历史数据，将所述历史数据输入至控制器内，根据所述给定温度，所述控制器实时输出电压脉冲占空比；步骤S130：将所述电压脉冲占空比输入至所述脉冲焊接电源中进行控制；步骤S140：对所述脉冲焊接电源进行温度检测，得到温度检测结果，并将所述温度检测结果存入所述历史数据中；步骤S150：根据所述温度检测结果判断所述脉冲焊接电源达到所述给定温度的稳态时长是否处于安全范围；步骤S160：若所述脉冲焊接电源达到所述给定温度的稳态时长处于安全范围，继续判断所述温度检测结果是否处于多点温度范围内；步骤S170：若所述温度检测结果处于所述多点温度范围内，则返回并继续执行所述步骤S100脉冲焊接电源；其中，所述控制器包括：神经网络控制器、PID控制器。2.根据权利要求1所述的脉冲焊接电源温度自适应调节的控制方法，其特征在于，所述获取历史数据，将所述历史数据输入至控制器内，根据所述给定温度，所述控制器实时输出电压脉冲占空比，包括：将所述历史数据输入至所述神经网络控制器中得到特定温度下的PID参数；所述PID控制器根据所述特定温度下的PID参数和所述历史数据得到所述PID控制器的输出结果；将所述神经网络控制器的输出与所述PID控制器的输出结果相结合，作为所述脉冲焊接电源的电压脉冲占空比；其中，所述历史数据包括：温度给定数据、温度的超调值数据、实时温度反馈数据。3.根据权利要求2所述的脉冲焊接电源温度自适应调节的控制方法，其特征在于，所述将所述历史数据输入至所述神经网络控制器中得到特定温度下的PID参数，包括：将所述温度给定数据、所述温度的超调值数据、所述实时温度反馈数据输入至所述神经网络控制器内；在所述神经网络控制器中，构建神经网络模型并训练，利用所述神经网络模型得到所述特定温度下的PID参数；其中，所述特定温度下的PID参数为：PID的比例参数
△
k
p
、PID的积分参数
△
k
i
、PID的微分参数
△
k
d
、PID的最大限幅值参数P
max
、PID的最小限幅值参数P
min
；通过所述特定温度下的PID参数，采用分段式PID控制算法，实时调节温度闭环PID控制器参数。4.根据权利要求3所述的脉冲焊接电源温度自适应调节的控制方法，其特征在于，所述PID控制器根据所述特定温度下的PID参数和所述历史数据得到PID控制器的输出结果，包括：计算所述温度给定数据与所述实时温度反馈数据之间的误差，并将所述误差输入至所述PID控制器内；所述PID控制器根据所述PID参数以及所述误差，利用离散PID数学公式，得到所述电压
脉冲占空比；其中，所述离散PID数学公式为：P(x)=P(x
‑
1)+
△
k
p
*(e(x)
‑
e(x
‑
1))+
△
k
i
*(e(x) +
△
k
d
*(e(x)
‑
2*e(x
‑
1)+ e(x
‑
2));其中，e(x) =τ
*
－τ
^
，τ
*
为温度给定值，τ
^
为实时温度反馈值；x为离散函数迭代次数，为正整数;P(x)为当前闭环PID输出值，即占空比；P(x
‑
1)为前一次闭环PID输出值，即前一次占空比；e(x)为当前闭环温度给定值和反馈值的偏差；e(x
‑
1)为前一次闭环温度给定值...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇鑫，
申请(专利权)人：宁波芯合为一电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：