АДАПТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТОКОМ ДУГОВОЙ СВАРКИ С ЭТАЛОННОЙ МОДЕЛЬЮ

Авторы:

Климов В.В., Казаринов А.В.

Аннотация:

Рассматривается задача обеспечения заданного теплового ввода при дуговой сварке плавящимся электродом в защитных газах путем стабилизации тока в условиях существенной нелинейности и нестационарности объекта. Стохастическая природа переноса электродного металла, вариации вылета электрода и сопротивления дуги делают классические ПИД-алгоритмы неэффективными. Разработана система модельно-адаптивного управления (MRAC) с эталонной моделью, задающей требуемые показатели качества переходных процессов. Для обеспечения робастности замкнутого контура, предотвращения дрейфа оценок и учета физических ограничений оборудования — насыщения силовых ключей и зоны нечувствительности привода подачи — в градиентный закон адаптации введены σ-модификация и алгоритм проекции. Строго доказана равномерная окончательная ограниченность сигналов системы. Экспериментальные исследования проведены на специализированном сварочном стенде с применением рандомизированного блочного дизайна (200 циклов), что позволило снизить влияние износа токоподвода. Статистический анализ (парный t-тест) выявил значимое превосходство MRAC-регулятора: перерегулирование снижено более чем вдвое, время установления сократилось с 98 до 46 мс, а стандартное отклонение тока в стационаре уменьшилось с 3,8 до 1,4 А. Разработанный алгоритм обеспечивает устойчивость теплового баланса к параметрическим возмущениям, что особенно важно при сварке тонколистовых и теплочувствительных материалов.

Ключевые слова:

Дуговая сварка, адаптивное управление, эталонная модель, модельно-адаптивное управление, нелинейный объект, σ-модификация, алгоритм проекции, робастность, стабилизация сварочного тока, рандомизированный блочный эксперимент.

Цитировать статью:

График выхода журналов

Последние выпуски: