| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 第一章 绪论 | 第13-27页 |
| 1.1 研究背景 | 第13-15页 |
| 1.2 GMAW熔滴过渡理论研究现状 | 第15-17页 |
| 1.2.1 静力平衡理论模型 | 第15-16页 |
| 1.2.2 收缩不平衡理论模型 | 第16页 |
| 1.2.3 流场计算理论模型 | 第16-17页 |
| 1.3 GMAW熔滴过渡控制方法的研究现状 | 第17-23页 |
| 1.3.1 电流上升率控制法 | 第18页 |
| 1.3.2 焊接电源外特性控制法 | 第18-19页 |
| 1.3.3 波形控制法 | 第19-20页 |
| 1.3.4 基于熔滴过渡特征参数的控制方法 | 第20-21页 |
| 1.3.5 弧长控制法 | 第21-22页 |
| 1.3.6 基于焊缝成形的熔滴过渡控制法 | 第22页 |
| 1.3.7 脉冲电流熔滴过渡控制法 | 第22-23页 |
| 1.4 GMAW焊接电源动态性能的研究现状 | 第23-24页 |
| 1.5 项目研究意义 | 第24-25页 |
| 1.6 主要研究内容 | 第25-27页 |
| 第二章 熔滴过渡过程的物理分析和建模 | 第27-46页 |
| 2.1 焊接工艺规范参数对焊缝的影响 | 第28-30页 |
| 2.1.1 焊接电流对焊缝成形的影响 | 第28-29页 |
| 2.1.2 电弧电压对焊缝成形的影响 | 第29页 |
| 2.1.3 焊接速度对焊缝成形的影响 | 第29页 |
| 2.1.4 焊丝干伸出长度对焊缝成形的影响 | 第29-30页 |
| 2.2 熔滴过渡物理过程分析 | 第30-35页 |
| 2.2.1 短路阶段的熔滴受力情况 | 第30-33页 |
| 2.2.2 燃弧阶段的熔滴受力情况 | 第33-35页 |
| 2.3 熔滴的脱落 | 第35-36页 |
| 2.3.1 静力平衡理论的熔滴脱落条件 | 第35页 |
| 2.3.2 收缩不平衡理论的熔滴脱落条件 | 第35-36页 |
| 2.4 焊接参数与熔滴过渡模式的关系 | 第36-38页 |
| 2.4.1 焊接电流与熔滴过渡模式的关系 | 第37页 |
| 2.4.2 焊接电源的输出极性与熔滴过渡模式的关系 | 第37页 |
| 2.4.3 保护气体与熔滴过渡模式的关系 | 第37-38页 |
| 2.4.4 焊丝直径与熔滴过渡模式的关系 | 第38页 |
| 2.5 GMAW焊接过程模型的建立 | 第38-45页 |
| 2.5.1 焊接回路模型 | 第38-39页 |
| 2.5.2 电弧模型 | 第39-40页 |
| 2.5.3 熔滴动特性模型 | 第40-41页 |
| 2.5.4 焊丝熔化率模型 | 第41页 |
| 2.5.5 GMAW自由过渡过程模型 | 第41-42页 |
| 2.5.6 模型的仿真研究 | 第42-45页 |
| 2.5.7 熔滴过渡控制策略 | 第45页 |
| 2.7 本章小结 | 第45-46页 |
| 第三章 GMAW熔滴短路过渡模式的控制策略 | 第46-72页 |
| 3.1 焊接电流的分阶段波形设计 | 第46-49页 |
| 3.2 分阶段电流波形控制短路过渡过程动态模型 | 第49-53页 |
| 3.2.1 短路过渡模式的焊丝熔化率模型 | 第49-50页 |
| 3.2.2 电弧长度变化模型 | 第50页 |
| 3.2.3 非线性负载和焊接电源回路模型 | 第50-51页 |
| 3.2.4 液桥电阻的模型 | 第51-52页 |
| 3.2.6 分阶段波形控制切换条件 | 第52-53页 |
| 3.2.7 分阶段电流波形控制短路过渡动态模型 | 第53页 |
| 3.3 分阶段电流波形控制参数的仿真和优化 | 第53-57页 |
| 3.4 基于电流分阶段波形控制的弧长控制算法的研究 | 第57-70页 |
| 3.4.1 弧长与输入热量的关系 | 第57-58页 |
| 3.4.2 GA优化的模糊神经网络控制器的设计 | 第58-62页 |
| 3.4.3 GA对模糊神经网络的优化 | 第62-67页 |
| 3.4.4 BP算法对模糊神经网络的在线优化 | 第67-70页 |
| 3.5 短路过渡模式的熔滴过渡控制系统 | 第70-71页 |
| 3.6 本章小结 | 第71-72页 |
| 第四章 自由过渡模式的控制策略 | 第72-96页 |
| 4.1 自由过渡模式中的熔滴过渡 | 第72-73页 |
| 4.2 电弧稳定燃烧的条件 | 第73-78页 |
| 4.2.1 等速送丝弧长调节系统 | 第73-76页 |
| 4.2.2 变速送丝电弧调节系统 | 第76-78页 |
| 4.3 输入热量和焊缝横截面模型 | 第78-79页 |
| 4.4 直接模型参考自适应控制算法 | 第79-84页 |
| 4.4.1 指令跟踪控制法 | 第79-82页 |
| 4.4.2 直接模型参考自适应控制算法的基本结构 | 第82-83页 |
| 4.4.3 直接模型参考自适应算法的应用条件 | 第83-84页 |
| 4.6 GMAW自由过渡模式的弧长直接模型参考自适应控制 | 第84-87页 |
| 4.6.1 熔滴自由过渡模式的动态模型 | 第84-86页 |
| 4.6.2 GMAW自由过渡过程的ASPR性 | 第86-87页 |
| 4.7 离散时间系统的直接模型参考自适应控制算法 | 第87-92页 |
| 4.7.1 离散时间直接模型参考自适应控制算法 | 第87-88页 |
| 4.7.2 改进的离散时间直接模型参考自适应控制算法 | 第88-90页 |
| 4.7.3 理想跟踪和误差方程 | 第90-91页 |
| 4.7.4 稳定性证明 | 第91-92页 |
| 4.8 直接模型参考自适应控制器设计 | 第92-95页 |
| 4.8.1 弧长估计模型 | 第93页 |
| 4.8.2 直接模型参考自适应控制算法的设计 | 第93-94页 |
| 4.8.3 仿真研究 | 第94-95页 |
| 4.9 本章小结 | 第95-96页 |
| 第五章 焊接电源软开关和动态性能的研究 | 第96-111页 |
| 5.1 焊接电源的软开关技术研究 | 第97-98页 |
| 5.2 GMAW逆变焊接电源零电压零电流软开关拓扑分析 | 第98-106页 |
| 5.2.1 零电压零电流软开关工作模态分析 | 第99-102页 |
| 5.2.2 软开关效果和关断损耗的分析 | 第102-104页 |
| 5.2.3 轻载、空载条件下的换流分析 | 第104-106页 |
| 5.2.4 占空比的损失 | 第106页 |
| 5.3 焊接电源的软开关实验效果 | 第106-110页 |
| 5.4 本章小结 | 第110-111页 |
| 第六章 GMAW焊接系统的设计和应用 | 第111-123页 |
| 6.1 焊接电源模块硬件系统设计 | 第111-114页 |
| 6.1.1 焊接电源模块主电路 | 第112页 |
| 6.1.2 焊接电源模块控制系统 | 第112-114页 |
| 6.2 GMAW送丝单元硬件系统 | 第114-116页 |
| 6.2.1 80C196KC微机系统 | 第114-115页 |
| 6.2.2 送丝机调速和驱动电路 | 第115页 |
| 6.2.3 焊接电源单元和GMAW送丝单元的通信接口 | 第115-116页 |
| 6.3 软件系统设计 | 第116-117页 |
| 6.4 基于软开关的焊接系统熔滴过渡控制试验 | 第117-122页 |
| 6.4.1 短路过渡模式焊接试验 | 第117-120页 |
| 6.4.2 自由过渡模式熔滴控制试验 | 第120-122页 |
| 6.5 本章小结 | 第122-123页 |
| 第七章 结论和展望 | 第123-125页 |
| 参考文献 | 第125-135页 |
| 致谢 | 第135-136页 |
| 攻读博士学位期间的主要研究成果 | 第136页 |
