МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИБРИДНОГО РЕГУЛЯТОРА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ ПЛАЗМЕННОЙ СВАРКИ

Аннотация

Одной из самых распространенных технологических операций является сварка отдель- ных деталей и блоков. Сварка находит широкое применение в судостроении, авиационной, оборонной и химической промышленности, при строительстве нефте- и газопроводов. При этом к качеству сварного шва предъявляются весьма жесткие требования по прочности, отсутствию пустот и каверн, работоспособности при высоких давлениях (до 100 кГс/см²) и в широком диапазоне температур (±50ºС). Наиболее полно этим требованиям соответству- ет плазменная (аргоновая) сварка. Выполнен краткий аналитический обзор по теме исследо- вания. Показано, что перспективным направлением развития систем управления плазменной сваркой является применение гибридных регуляторов, созданных на основе классических ме- тодов автоматического управления и нечетком регулировании, формализующем усредненные знания экспертов. Нечеткий компонент (знание экспертов) должен быть доступен для бы- строго и простого ввода в регулятор. Была разработана структурная схема и модель одного канала гибридного регулятора в среде Matlab Simulink. Моделировался канал управления силой тока с использованием нечеткого регулятора из библиотеки Fuzzy Logic, с применением алго- ритма нечеткого вывода Мамдани. Задавалось 19 вариантов лингвистических и нечетких переменных, была получена поверхность функции принадлежности переменных. Следует отметить возможность быстрого ввода лингвистических оценок экспертов в память гиб- ридного регулятора. Анализировалось поведение моделей гибридного регулятора и стандарт- ных ПИ и ПИД -регуляторов при единичном ступенчатом воздействии. Гибридный регулятор обеспечивает существенно лучшие показатели качества (в 2,5-3 раза), чем стандартные регуляторы. Гибридный регулятор выходит на установившийся режим через 6с, ПИД- регулятор – через 13с, ПИ-регулятор – через 15с, причем стандартные регуляторы имеют перерегулирование (первый выброс) до 50%. Таким образом показана реальная возможность построения нечёткого гибридного регулятора с заданными характеристиками. Возможна реализация гибридного регулятора в виде ПЛИС