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4 电源控制系统设计
4．1 控制系统工作原理
在单片机闭环控制系统中，采用高性能的MCS-96系列单片机80C196KC作为电源控制系统核心，通过编程实现焊接过程控制、电流电压采样、A／D转换、PI运算、参数预置等功能。整个系统采用闭环负反馈控制，逆变采用PWM方式控制输出电流的大小，控制量经由MAX530组成的D／A转换电路后送到脉宽调制芯片UC3846，输出自带死区的两路PWM驱动信号，经过脉冲变压器的隔离驱动IGBT，输出恒流外特性。
4．2 IGBT驱动波形
图4为实测IGBT驱动波形，其中图4a为同一桥臂VT1，VT2上的驱动波形ugVT1，ugVT2，由图可知，两路驱动波形相位相反，脉宽相等，与预期的目标相同。图4b为同一导通回路VT1，VT4上的驱动波形ugVT1，ugVT4，即ugVT4一直保持最大脉宽，通过控制ugVT1脉宽来实现PWM调节。图4c为VT2，VT3上的驱动波形ugVT2，ugVT3。图4d为VT3，VT4上的驱动波形ugVT3，ugVT4。由图可见，ugVT3，ugVT4一直保持最大脉宽，只有ugVT1，ugVT2的脉冲宽度是跟随PI计算后的给定值而变化的，符合所设计的软开关主电路要求。

5 控制系统软件设计
控制系统是在系统软件的控制下工作的，控制程序作为整台焊机的精髓所在，其结构的合理性、程序的实用性以及可靠性就成为数字化焊机的关键所在。合理的程序结构、正确的程序流程是保证焊机正常工作的基础。
5．1 PI控制算法
PI运算是控制软件部分主要完成的工作之一，数字PID控制算法的程序编写较为简单，根据所设计焊机的具体要求，并结合以往的研究结果，系统有比例、积分环节即可得到满意的控制效果，加入微分项可以提高系统的动态品质，但其运算和参数调整较为复杂，会占用单片机过多的时间，降低了响应的快速性。故此处采用PID算法中的PI部分，其控制规律为：

式中：α=K(1+T／Ti)，β=-K；ei，ei-1分别为第i次和第i-1次电流给定值与反馈值之差；I(i)，I(i-1)分别为第i次和第i-1次输出给MAX530的控制参量；α，β的值是通过大量实验整定后确定的。

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关键词： 焊机 研究 MIG 脉冲 80C196KC 开关 基于