逆变电阻焊焊接参数误差预测质量控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及逆变电阻焊质量监控及控制方法，尤其涉及到一种用于大功率逆变电 阻焊的焊接电流、电极位移、电极电压等焊接参数误差预测的质量控制方法。
【背景技术】
[0002] 逆变恒流电阻焊机改变了传统的工频斩波控制方式，采用逆变控制过程，将其工 作频率提高至千赫兹级别，响应时间提高至毫砂级别，比传统工频电阻焊机工作效率大大 提高，因此响应速度快，控制精度高，焊接性能好，有效功率高，比传统焊接省电30 %W上， 对电网无污染、无冲击。
[0003] 在电阻焊工作过程中，焊接电流使焊点烙化，冷却形成烙核，焊接电流是实现恒流 控制的重要参数；焊接区域的导电性和阻抗变化都会通过电极电压反映出来；电极位移的 变化对应着金属的烙化程度和烙核的大小。送些参数的获取是保证焊接质量，实现焊接质 量控制的重要条件。
[0004] 逆变电阻焊的控制系统为了保证焊接质量并实现有效控制，需要监控焊接电流、 电极位移、电极电压等焊接参数，通过实时检测送些参数与设定的范围进行比较，利用焊接 参数偏差来调整控制量的输出，W达到电阻焊质量控制的目的。
[0005] 但目前焊接参数误差的检测都是在控制系统的控制量发出之后作为反馈量输入 给控制器的，送样就造成了误差参数在控制上的滞后，反馈的焊接参数误差只能消极的提 示已完成的焊点不合格，而如果能够在控制量发出之前就预测送些焊接参数误差，控制器 提前做出控制量上的补偿，就可W实现有效的电阻焊质量控制。
[0006] 但据专利申请人所知，目前尚未有逆变电阻焊焊接电流、电极位移、电极电压等焊 接参数误差的预测方法公开。
【发明内容】
[0007] 为了解决【背景技术】中的问题，本发明提供一种逆变电阻焊焊接参数误差预测质量 控制方法，通过电流传感器采集二次侧整流的输出电流，位移传感器检测电极位移量，电压 传感器检测电极电压，将送些传感器获得的参数与设定的期望值进行比较，建立参数误差 观测值序列，建立包含送Η种参数的简化预测模型，由最小二乘支持向量机预测方法，递推 计算出下一采样时刻的焊接参数误差预测值，然后将误差预测值在控制量发出之前送给控 制器，控制器根据误差预测值提前调整控制输出，实现质量控制。
[0008] 为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
[0009] 采用dsPIC33数字信号控制器作为运算处理器，处理器上运行焊接参数预测算 法，同时运行焊接控制算法，通过电流传感器采集二次侧整流的输出电流，位移传感器检测 电极位移量，电压传感器检测电极电压，将送些传感器获得的参数与设定的期望值进行比 较，建立参数误差观测值序列，建立包含送Η种参数的简化预测模型，由最小二乘支持向量 机预测方法，递推计算出下一采样时刻的焊接参数误差预测值，然后将误差预测值在控制 量发出之前送给控制器，控制器根据误差预测值提前调整控制输出，实现质量控制。
[0010] 同时预测焊接电流、电极位移、电极电压参数误差实现质量控制的具体步骤如 下：
[0011] 第一步，在η个采样周期内，先对电流输出、电极位移、电极电压进行η次连续采 样，分别与设定的参数输出期望值进行比较，得到相应的参数误差观测值序列e化)，参数误 差序列e(k)为电流输出、电极位移、电极电压误差序列中的任意一种；
[0012] 第二步，建立预测模型，第k个参数误差值与k时刻之前的m(m<n)个参数误差 序列值e(k-l), 6化-2)，一60^-111)具有非线性映射关系，即e(k)=F(e(；k-l)，e(；k-2)，… e化-m))，F为非线性映射函数；
[001引第立步，为准确模拟非线性映射函数F，构建训练样本集S= {(Xi，yi)Ii= 1，2,…η}，=[e(i-1)，e(i-2)，…e(i-m) ]τ为m维训练样本输入，=e(i)为训练样本输出，即 参数误差预测值，ERm，eR;
[0014] 第四步，由最小二乘支持向量机，求解由拉格朗日函数转换的线性方程组
得到曰1，b的值，其中I为单位向量，A=[曰1，曰2,…ajT，Y= [yi，y2, ···yrJT，L= [1，1，…ι]τ为全1的列向量，Y为可调参数，Ω。=K(XiXj)为核函数 矩阵，采用径向基核函数^
[0015] 第五步，根据所求的心b的值，k时刻参数误差预测输出为
[0016] 第六步，将第k时刻的焊接电流、电极位移、电极电压参数误差预测值送给控制 器，控制器在第k个控制量发出之前提前调整控制输出，对预估的参数误差进行控制补偿， 实现质量虹制；
[0017] 第走步，下一采样周期，采样新的焊接电流、电极位移、电极电压参数，更新参数误 差观测值序列e化)，用新的采样参数误差值替换最陈旧的误差值，转到第二步继续执行新 的误差预测。
[0018] 由于采用了上述技术方法，本发明创造具备如下的有益效果：
[0019] (1)通过当前时刻之前的焊接电流、电极位移、电极电压参数误差序列，递推估算 出当前时刻的焊接电流、电极位移、电极电压参数误差值，在控制器发出当前控制量之前预 测出了焊接特征参数的误差值；
[0020] (2)控制器根据焊接参数的误差预测值在控制量发出之前提前调整控制输出，对 预测的参数误差进行控制补偿，实现质量控制，克服了传统电阻焊质量控制的滞后问题。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明逆变电阻焊焊接参数误差预测质量控制方法的实施方法框图。
[0022] 图2为本发明逆变电阻焊焊接参数误差预测质量控制方法的误差预测质量控制 步骤框图。
【具体实施方式】
[0023] W下结合附图对本发明逆变电阻焊焊接参数误差预测质量控制方法进一步解释， W下实施例不得解释为对本发明创造的限制。
[0024] 结合附图1，一种逆变电阻焊焊接参数误差预测质量控制方法的实施方式为：通 过电流传感器采集二次侧整流的输出电流，位移传感器检测电极位移量，电压传感器检测 电极电压，将送些传感器获得的参数与设定的期望值进