%8eDSP的超声波塑焊机电源控制系统的研制.pdf

摘 要 摘 要 超声波塑料焊接是一种环保、高效、经济的热塑性塑料连接技术，目前己经 广泛应用于汽车、玩具、日用品、塑料和包装等工业领域的塑料加工中。超声波 塑料焊接技术是一门涉及声学、材料学、电子技术、自动控制、计算机、高分子 学和机械学等多学科的高新技术之一。如何改善焊接质量，提高焊接成品率和生 产效率，降低生产成本是研制新型超声波塑料焊接机电源控制系统的重要指标。 本文对超声波电源拓扑结构进行了一定的理论分析。在此基础上，选用全桥 式逆变电路为电源的主回路，采用Tl公司的TM3s02LF4207A型DsP为核心控 制器件，辅助应用大规模可编程逻辑阵列 (CPLD)等元件，设计了多模式超声 波塑料焊接电源控制硬件系统。在充分分析数字PID和模糊PID控制算法的基础 上，结合超声波焊接系统的实际工作状况，本系统采用模糊PID控制算法，并在 CCS环境下，使用汇编语言和C语言混合编制了相关控制程序;在MAXPLUSn 环境下，使用VHDL语言编制了基于CPLD的数字鉴相电路和相关接口电路的逻 辑程序. 最后，在进行理论设计和仿真的基础上，对超声波电源各组成电路进行实际 制作。经调试和测试表明:该电源控制系统频率跟踪准确，具有较高的可靠性和 良好的动态调节性能，实现了多模式焊接，满足了客户的需求，其研究成果对塑 料焊接及焊机的研究具有实际意义。 关键词:超声波 数字信号处理器 焊接 CPLD 华南理工大学硕士学位论文 ABSTRACT U1trasonicPlasticjointingtechnologyisonekindofenvironment一Protection， effectiveandeconomicalhotPlasticjointingtechnOlogy，whichisusedinhtePlastic processofuatomobile，toy，oommodity，PlastioandPackagingbroadly.Ultrasonic Plasticjointingtechnologyisrelatedtoacoustics，material，clectron，uatocontrol， computer，macromolecu1eandmechanicsetc.HowtoimProvethejointingqualit% increasetheratiooffinishcdProductandProductionefficiencyandreduceProduction costsareimPortanttargctsindeveloPingthePowcrcontrolsystemofnewultrasonic Plasticjointingmachine. InthisPPaer’rePresenttheuItrasonicP·owertoPologyintheoreticaIly’Then， utilizeaufll七ridge一invers-echangingcircuitasmaincircuitU·seTI，sDSPof TMS320LF2407Aasthecorecontrollerandthelargescaledintegratedcircuit(CPLD) aslogicunitsetc，designamultimodeuItrasonicPlastic一ointingcontroller.Basedon analysingbothofthedigitaIPIDa1ogrithmandthe九zzyPIDalgorithm，combining therealworkstateoftheultrasonicPIastic一ointingcontrolIer，adoptingtheofzzyPlD algorithminthissystem.ThecontrolProrgamiswrittenwithMASMandCunderthe ComPosedCodestudio(CCS)andtheCPLDisdeveloPedwithVHDLunderthe enVironmentofMAXplusll. Finally，basedontheoreticaIanalysingandemuIating，wema