单片机模糊PID控制的逆变弧焊电源设计+原理图+源程序(3)
5.3.1 模糊PID输入、输出语言变量 25
5.3.2 变量的语言描述与复制表 25
5.3.3 模糊规则建立 28
5.3.4 模糊推理 29
5.3.5 模糊控制器查询表建立 32
5.4 本章小节 32
6 逆变弧焊电源的仿真与实验 33
6.1 引言 33
6.2 仿真模型设计及结果 33
6.2.1 主电路模型设计及仿真 33
6.2.2 模糊PID与传统PID控制系统模型构建及仿真 34
6.3 本章小节 37
7 全文总结 38
致 谢 39
参考文献 40
附录 42
1 绪 论
1.1 课题的背景和提出
逆变电源是将直流转换为交流的输出电压、频率稳定、开关型功率变换器。不但具备优秀的电气特征，并且具备高效节能、体型灵活、适应性强等优势。将单片机、模糊PID以及移相全桥型零电压开关PWM技术相结合来发展逆变弧焊电源，使得逆变弧焊电源能够有效、稳定地输出设定的电压和电流。
1.2 弧焊电源的发展状况和研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 焊接领域的模糊控制应用
对模糊控制技术在特殊芯片和开发工具焊接领域，特征是速度快、精度高，但成本高，适用性不强。在模糊控制控制系统中，模糊逻辑控制器是整个控制系统的中心，其由模糊化过程、模糊逻辑推理和精确化计算三个部分构成。
通过我国许多科研人员的齐心协力，模糊控制在焊接方面得到普遍应用。英国科研人员采用PC计算机，对弧焊机器人进行了模糊PID控制优化。国内专家系统对弧焊过程的模糊PID控制、和MIG进行了探究。华中理工大学开始了TIG焊溶宽自调整与积分的混合控制的探究，由于模糊PID控制的发展，使得逆变弧焊电源的性能得到很大的改善，从而促使国内工业现代化的进步。
1.3 软开关
1.3.1 软开关技术的提出
通过恒频脉宽调制(PWM)，通断过程中电压、电流均不为零，出现了重叠后果，有显著的开关损耗，而且电压、电流改变非常迅速，其波形发生了显著的过冲，从而出现了开关噪声，其工作在硬开关环境里。接通电路时电压不是立刻降低到零，有一个降低过程;电流升高具备同样的性质。由于电流、电压有重叠区域，出现了功率损失，称之为开关损耗[5]。由于开关损耗，实际过程中开关过程对电路的工作能够造成严重的影响。因此当硬开关电路的工作频率不高、开关损耗占总损耗的比例较小，但由于开关频率升高，开关损耗现象就越来越显著，必须采用软开关技术来降低开关损耗。
1.3.2 软开关技术的发展
从二十世纪末开始，国内电气科研专家发现了许多软开关拓扑结构，同时获得成功应用。当前，软开关发展主要应用在小功率逆变电源，关于中大功率以及弧焊电源，因为工作条件、带负载能力有特殊型，以及稳定性不足等因素，其还没有达到普及。由于科技的发展和进步，逆变弧焊电源的软开关技术使用具有很大的发展前景[4]。
恒定频率软开关技术在二十世纪末期，随着脉宽调制、谐振技术的发展，逆变弧焊电源得到了长足的发展。能够预言:软开关逐步应用到逆变焊机将变为今后的潮流。
1.4 本文的研究内容、目的和意义
1.4.1 本文研究的内容