生产管理文件集合-模糊逻辑控制在焊接中的应用进展（DOC 13页）

模糊逻辑控制在焊接中的应用进展
1 引 言
　　焊接过程是一个复杂的过程，存在着时变、非线性及干扰因
素多等特点，难以建立起精确的数学模型。随着现代生产的迅速
发展，对焊接质量的要求越来越高，这就要求对焊接动态过程能
实现自适应控制和智能控制，以确保焊接过程的稳定性，提高焊
接质量和焊接自动化水平。模糊控制可以在没有精确数学模型的
情况下，模仿专家和熟练焊接工人的经验对焊接过程进行实时控
制。国内外焊接界的专家学者较早认识到模糊控制在焊接过程中
有着广阔的应用前景，积极将模糊控制用于焊逢跟踪、焊接质量
及焊接电源设备的控制中。
2 焊缝跟踪的模糊控制
　　焊缝的自动跟踪，是通过传感器获取焊炬与焊缝中心的偏差
信息，对这些信息处理后，采用不同的控制算法得到控制信号，
驱动焊炬使其对中焊缝。为此，国内外开发了机械、电弧和视觉
等类型的传感器。随着传感器和信号处理技术的进步，多传感器
信息融合将与弧焊机器人技术相结合，在焊缝自动跟踪中得到广
泛应用。
　　电弧传感器的原理是从电弧电流和电压的变化中获得焊缝
横向与高低偏差信息，当焊炬与工件距离变化时，电流相应改变，
以保持原有的熔化率。因此，电弧电流的变化反映了焊炬高度的
变化，通过电弧振动扫描焊缝的坡口，从电流波形特性中可获得
焊炬横向对中的信息。电弧电流与焊炬高度变化量之间是时变非
线性的关系，其精确的数学模型较难建立。尽管国内外学者研究
了一些弧焊工艺的动静态模型，但由于施焊现场存在强烈的电磁
干扰等，这些模型的自适应和鲁棒性受到限制。模糊控制具有很
好的鲁棒性和非线性映射能力，因此，适用于电弧传感跟踪控制。
　　J.W.Kim 等在 CO2 气体保护焊中，研制了一套电弧传感器，
采用简单模糊控制和自组织模糊控制方法进行焊缝跟踪。试验表
明：自组织模糊控制器在偏差角度为 10°时，系统仍有很强的跟
踪能力。
日本学者通过测量电弧电流(I)、电压(U)和送丝速度(V)来计算
坡口和焊炬之间的距离(H)，即 H=F(I，U，V)来控制焊缝的跟踪，
模糊逻辑被用于这种电弧传感器的跟踪控制。
S.Murakami 等研究了弧焊机器人焊缝跟踪的模糊控制，设计
采用基于语言规则的模糊滤波器和模糊控制器。