| 【中文题名】 | 全位置管道自动焊接控制系统的研究 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-11-6 |
| 【中关键词】 | 全位置自动焊接,ATmega128,AL422B,AN2131QC,三次B样条曲线, |
| 【英关键词】 | All-position welding,ATmega128,AL422B,AN2131QC,Cubic B sample curve, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统> |
| 【论文摘要】 | 在管道焊接施工技术中，全位置自动焊接技术以其高效率、高质量的优点成为现代焊接技术发展的方向，进行全位置自动焊接控制技术的研究，具有理论意义、工程意义和经济意义。
本文研究开发了一种关于管道全位置自动焊接控制系统，主要内容包括以下几个方面：
(1)简要介绍了全位置自动焊接机的发展历程和发展现状，通过对其发展趋势的分析，论述了开发全位置自动焊接控制系统的目的和意义。并根据全位置自动焊接机的工作特点，设计了符合施工要求的开发方案。
(2)采用具有精简指令集的高档ATmega128单片机和符合USB1.0协议的Cypress AN2131接口芯片以及大容量FIF0缓冲器件AL422B开发了一个数据高速传输、信息实时处理和性能稳定的控制系统。该系统接受上位机的数据、控制信息，驱动伺服和步进电机，调节焊接电源，并行采样工作电压和电流，实时控制整个焊接运行过程。
(3)针对不同的管径和臂厚，对管口进行合理的空间分段。根据各段典型曲型点的焊接规范，采用三次B样条插值算法进行参数曲线拟合，然后将目标点进一步细化。然后，在圆率法的基础上进行了三次B样条曲线的控制顶点... |
| 【论文题纲】 |
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目录 |
4-8 |
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摘要 |
8-9 |
|
ABSTRACT |
9-10 |
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第一章 绪论 |
10-14 |
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1.1 问题的提出 |
10 |
|
1.2 国内外全位置管焊设备发展现状 |
10-13 |
|
1.3 本课题的研究内容及意义 |
13-14 |
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第二章 管道全位置自动焊机总体设计 |
14-24 |
|
2.1 全位置自动焊接系统简介 |
14-15 |
|
2.2 全位置自动焊接系统总体设计 |
15-19 |
|
2.2.1 机械系统 |
16-18 |
|
2.2.2 焊接电源 |
18 |
|
2.2.3 自动焊接控制系统 |
18-19 |
|
2.3 全位置自动焊接控制系统的基本技术要求 |
19-20 |
|
2.4 全位置自动焊接控制系统主要的控制参数 |
20-21 |
|
2.5 全位置自动焊接控制系统总体设计 |
21-24 |
|
2.5.1 控制系统硬件总体设计 |
21-22 |
|
2.5.2 控制系统软件总体设计 |
22-24 |
|
第三章 管道全位置自动焊接控制系统的硬件详细设计 |
24-42 |
|
3.1 硬件系统设计原则 |
24 |
|
3.2 控制系统的硬件详细设计方案 |
24-27 |
|
3.3 AVR单片机体系结构和特性 |
27-28 |
|
3.4 全数字主控系统及接口设计 |
28-42 |
|
3.4.1 ATmega微控制器单元 |
28-30 |
|
3.4.2 系统的I／O扩展 |
30-32 |
|
3.4.3 基本配置单元 |
32-35 |
|
3.4.4 两线串行TWI通讯设计 |
35-36 |
|
3.4.5 焊接电源控制接口设计 |
36-37 |
|
3.4.6 USB通讯及接口设计 |
37-42 |
|
第四章 管道全位置自动焊接控制系统的软件研究 |
42-54 |
|
4.1.全位置自动焊接控制系统的功能要求 |
42 |
|
4.2.上位机软件设计 |
42-50 |
|
4.2.1 上位机的结构和组成 |
43 |
|
4.2.2 上位机的各功能模块简介 |
43-50 |
|
4.3 下位机软件设计 |
50-54 |
|
4.3.1 控制系统主程序设计 |
50-51 |
|
4.3.2 控制系统子程序设计 |
51-53 |
|
4.3.3 中断服务子程序设计 |
53-54 |
|
第五章 焊接工艺的控制算法与规程 |
54-66 |
|
5.1 焊接控制工艺及其要求 |
54-55 |
|
5.2 全位置自动焊接的空间分段思想 |
55-56 |
|
5.3 三次B样条插值算法简介及应用 |
56-59 |
|
5.3.1 三次B样条的特点 |
56-57 |
|
5.3.2 三次B样条拟合插值算法 |
57-59 |
|
5.3.3 三次B样条快速运算的迭代关系式 |
59 |
|
5.4 三次B样条曲线的边界端点处理 |
59-60 |
|
5.5 三次B样条曲线的圆率光顺法修正 |
60-64 |
|
5.5.1 圆率法原理 |
60-61 |
|
5.5.2 三次B样条曲线光顺的变分原理 |
61-62 |
|
5.5.3 控制顶点的定量修正 |
62-63 |
|
5.5.4 圆率修正的局部光顺算法 |
63-64 |
|
5.6 局部光顺的三次B样条曲线 |
64-66 |
|
第六章 系统抗干扰设计 |
66-74 |
|
6.1 干扰的产生机理 |
66-67 |
|
6.2 硬件系统的抗干扰设计 |
67-71 |
|
6.2.1 电源干扰及抗干扰设计 |
67-68 |
|
6.2.2 通道干扰及抗干扰设计 |
68-69 |
|
6.2.3 空间干扰及抗干扰设计 |
69-70 |
|
6.2.4 印刷电路板的抗干扰设计 |
70-71 |
|
6.3 软件的抗干扰设计 |
71-74 |
|
6.3.1 开关量输入／输出的软件抗干扰设计 |
71-72 |
|
6.3.2 指令冗余 |
72 |
|
6.3.3 软件陷阱 |
72-73 |
|
6.3.4 程序运行监视系统 |
73-74 |
|
第七章 结论 |
74-75 |
|
致谢 |
75-76 |
|
参考文献 |
76-78 |
|
攻读学位期间发表的论文 |
78-79 |
|
学位论文评阅及答辩情况表 |
79 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.380667 |
