基于dsp變極性tig電源的控制系統

1、基于基于DSPDSP變極性變極性TIGTIG電源的控制系統電源的控制系統摘要本文提出了一種基于DSP的變極性TIG逆變焊接電源。討論了用DSP芯片控制焊接電源的硬件設計和軟件設計，對主電路和控制電路進行了matlab仿真實驗，實驗證明了該電源工作穩(wěn)定可靠，較好地滿足了工藝性能。根據變極性TIG焊電流的各參數正負電流幅值比、正負電流時間比及二次逆變頻率對焊接工藝性能的不同影響機理，設計出符合條件的電流波形。關鍵字：變極性TIG焊接電源；D

2、SP；matlab；二次逆變AbstractProposedonekindbasedontheDSPvariablepolarityTIGinverterweldingpowersource.DiscussedtheuseofDSPchipcontrolweldingpowerhardwaredesignsoftwaredesignthemaincircuitcontrolcircuitoftheMATLABsimulationexpe

3、rimentstheexperimentalresultsshowthatthepowersupplyisstablereliablecansatisfytheprocessperfmance.AccdingtothevariablepolarityTIGweldingcurrentparametersofpositivenegativecurrentamplituderatiopositivenegativecurrenttimera

4、tiothetwoinverterfrequencyonweldingperfmanceofdifferenteffectsmechanismdesignedtomeettheconditionsofthecurrentwavefm.Key：variablepolarityTIGpower；DSP；matlab；dualinversion隨著計算機和信息產業(yè)的飛速發(fā)展，特別是數字信號處理器（DSP）的誕生于開速發(fā)展，使各種數字信號處理算

5、法得以實現。由于DSP具有豐富的硬件資源、改進的并行結構、高速數據處理能力和強大的指令系統，已經成為世界半導體產業(yè)中緊隨微處理器與微控制器之后的又一熱點，在工業(yè)控制各個領域得到了廣泛應用。變極性TIG逆變電源是焊接電流頻率正、負半波變流復制可調。由于傳統的控制電路過于復雜，而基于DSP控制系統功能強大，控制精度高，所以選用DSP為變極性TIG焊的控制系統。一、硬件設計一、硬件設計（一）主電路設計（一）主電路設計所研究的變極性TIG焊接電

6、源主電路如圖1所示。圖中Ql～Q4、T1、T2為六個開關管IGBT，Dl～D4為IGBT內部并聯的反向二極管。兩組整流電路獨立工作。Tl為中頻變壓器，與四個IGBT組成一次逆變器，通過逆變變壓器T的功率傳輸，經過D1～D4整流后（Dl和D2組成一組全波整流電路，D3和D4組成另一組全波整流電路），為二次逆變提供恒流源。二次逆變主電路選用耦合電感型半橋拓撲結構，此電路的優(yōu)點在于采用半橋方式提高了整機效率，耦合電感拉動換向速度并使得諧振尖峰

7、減小。圖1變極性TIG電源主電路（二）控制系統設計（二）控制系統設計變極性TIG焊電源控制系統實時采集電弧電流和電弧電壓，經中央CPU運算處理，產生脈沖，控制IGBT的開關占空比，從而控制焊接電弧參數。為實現以上功能，本系統選用數字信號處理器DSP(digitalsignalprocessing)作為中央CPU，實現單芯控制。系統設計了多種保護電路，包括過流保護電路、短路保護電路、過欠壓保護電路以及過熱保護電路等，保證了主電路的穩(wěn)定運行

8、。1、DSPDSP的選擇的選擇數字化電源對控制芯片的最大要求就是：內存大、接口多、頻率高、精度高、運行穩(wěn)定、數字處理能力強等。而專為工業(yè)控制而研發(fā)的數字信號處理器DSP恰好符合以上條件。本系統選用TI公司的24系列主程序功能包括系統初始化、焊接工作程序控制、恒流外特性控制以及一次二次逆變的協調控制。其流程圖如圖5所示：圖5主程序流程圖頻率20KHZ，轉換完畢產生中斷并讀取結果。三、三、matlabmatlab仿真結果仿真結果（一）（一）

9、PIPI參數仿真與選定參數仿真與選定電源的控制系統主要是將采樣反饋值與給定值進行比較，得到偏差值，并通過PI控制器將偏差的比例、積分和微分通過線性組合的方式構成的控制量來對系統進行實時控制，這就需要對PI控制器參數Kp和Ki的值進行適當的選取，才可能實現理想的控制要求。Kp和Ki值的大小對控制系統的動態(tài)特性和靜態(tài)特性影響很大，若選取不當將很難達到理想的控制效果和控制性能。Kp、Ki特值的確定主要有兩種方法：一是采用傳統的試湊的方法，即先