CN104052431B - 一种用于磁控摆动埋弧焊焊缝跟踪的滤波方法 - Google Patents
一种用于磁控摆动埋弧焊焊缝跟踪的滤波方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104052431B CN104052431B CN201410204973.7A CN201410204973A CN104052431B CN 104052431 B CN104052431 B CN 104052431B CN 201410204973 A CN201410204973 A CN 201410204973A CN 104052431 B CN104052431 B CN 104052431B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- filtering
- filter
- precision
- level
- passive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims 1
- 101100112673 Rattus norvegicus Ccnd2 gene Proteins 0.000 claims 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 101100102627 Oscarella pearsei VIN1 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Arc Welding Control (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
一种用于磁控摆动埋弧焊焊缝跟踪的滤波方法，它主要是解决现有的滤波器滤波精度较低，效率低，以及软件滤波算法判断范围大，不能很好地进行有效滤波，且只能一次判断或不能提高滤波范围精度影响微机运算时间等技术问题。其技术方案要点是：包括带有三级精度的硬件滤波器、桥式整流电路依次有效的进行滤波，三级精度的硬件滤波器其中第一级是精度等级为10KHZ的无源RC滤波电路，第二级是精度等级为100HZ的前段多重反馈切比雪夫滤波电路，第三级是精度等级为10HZ的后段多重反馈切比雪夫滤波电路；桥式整流电路将硬件滤波输出的正弦波的波谷转换成波峰，再经A/D转换成数字量；将传输入单片机里的数字量累加取平均数后进行多次判断。它主要是用于焊接自动跟踪。
Description
技术领域
本发明涉及到一种用于磁控摆动埋弧焊焊缝跟踪的滤波方法，该方法应用于焊接自动跟踪领域。
背景技术
目前，现有技术中用于摆动埋弧焊的滤波器只能比较粗糙的滤波，所能达到的精度较低。不能比较精确地得到所需要的波频，且单独有源滤波模块效率低精度差。软件滤波算法判断范围大，不能很好地进行有效滤波，且只能一次判断或不能提高滤波范围精度影响微机运算时间。
发明内容
针对效率与技术上的问题，本发明提供了一种的用于磁控摆动埋弧焊焊缝跟踪的滤波方法，解决了上述用于摆动埋弧焊的滤波器只能比较粗糙的滤波，所能达到的精度较低，不能比较精确地得到所需要的波频，且单独有源滤波模块精度低的效率问题，以及软件滤波算法判断范围大，不能很好地进行有效滤波，且只能一次判断或不能提高滤波范围精度影响微机运算时间的技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括带有三级精度的硬件滤波器、桥式整流电路依次有效的进行滤波，三级精度的硬件滤波器其中第一级是精度等级为10KHZ的无源RC滤波电路，第二级是精度等级为100HZ的前段多重反馈切比雪夫滤波电路，第三级是精度等级为10HZ的后段多重反馈切比雪夫滤波电路；桥式整流电路将硬件滤波输出的正弦波的波谷转换成波峰，再经A/D转换成数字量；将传输入单片机里的数字量累加取平均数后进行多次判断，输出较高精度的波频，再对波形进行分析，进而得到焊缝偏差信息，实现磁控摆动埋弧焊焊缝的精确跟踪。
带有三级精度的硬件滤波器、桥式整流电路依次有效的进行滤波后，再进行软件滤波，它们将完成高宽频到低窄频的过滤，数字量输入单片机通过判断函数多次累加进行软件滤波，最终得到精度较高的焊缝偏差信号。
第一级的无源RC滤波部分，包括一个电容和一个电阻；第二级的前段多重反馈切比雪夫滤波电路，包括二个电阻、一个电容和一个运放；第三级的后段多重反馈切比雪夫滤波电路，包括三个电阻、两个电容和一个运放。
所述软件滤波，即整流及A/D转换后的数字量输入到单片机，通过程序依次取8位进行累加求平均值，由判断函数Y=1/X+ｂ判断平均值与Y的大小，其中X≥0.2，ｂ为励磁电源的频率，大于Y的滤掉，小于Ｙ的再进行第二次判断，依此循环；当相临两次判断的Ｙ值之差达到精度要求△Y≤ｂ×10-3 ，即输出最终波形。
本发明的有益效果是：第一、无源滤波与多重反馈切比雪夫有源滤波联合滤波可以有效的先将高频波滤去，再滤去比较难滤掉的波频，提高有源滤波的滤波效率，得到最高20HZ的波。第二、将正弦波整流单相输出进行A/D转换将滤波精度提高了一倍。第三、软件多重滤波累加取平均数比较滤波，每次滤波效率都有20%，使得滤波效率稳定精度提高。
附图说明
图1是本发明的一种三级硬件滤波电路图。
图2是本发明的一种软件滤波框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明，应指出的是，所描述的实施例仅旨在对本发明的理解，而不其任何限定说明。
实施例1，本发明提供了一种用于磁控摆动埋弧焊焊缝跟踪的滤波方法，包括无源滤波器与两个多重反馈切比雪夫有源滤波器联合滤波器依次有效的进行滤波，焊接中由霍尔传感器收集到杂波经过滤波器滤波后将得到的波形A/D转换为数字量，将传输入单片机里的数字量累加取平均数后进行多次判断；其中，无源滤波器与两个多重反馈切比雪夫有源滤波器联合滤波器是包括一个RC无源滤波部分与两个原件参数不同的多重反馈切比雪夫有源滤波器，它们将完成高宽频到低窄频的过滤。波形VIN1通过R1稳流，高频部分通过电容器C2过滤掉，达到无源滤波的效果，再通过C1、R2进行一重反馈提高滤波精度，由LM1进行比较输出有效的波频。输出第二波频VIN2通过第二部分有源滤波器R11稳流，比较高频部分通过电容器C21过滤掉，再通过C11、R21进行二重反馈再次提高滤波精度，使系统比较高效地输出较高精度的波频，再对波形进行分析，进而得到焊缝偏差信息，实现磁控摆动埋弧焊焊缝的精确跟踪。
具体说来，三个滤波部分依次为一个无源RC滤波部分，包括一个电容和一个电阻，主要用于将10KHZ以上的波滤去，输出第一波频，两个多重反馈切比雪夫滤波器包括六个电阻、四个电容、两个功放，前一个主要用于滤去100HZ以上、10KHZ以下的波段，输出第二波频，后一个主要用于滤去10HZ至100HZ的波段，输出第三波频。三次滤波就能基本将所需要的波形得到，能达到最高效的滤波。第三波频经桥式整流将正弦波的波谷部分翻转为波峰A/D转换由模拟量转换为数字量，减少要判断的数值范围，提高滤波精度。由于前三滤波工作部分节省了转换量，减少单片机的工作时间。参阅图1至图2。
实施例2，本发明还可增加第四个软件滤波部分，即微机每次运算取8个数据，进行累加之后求平均数，如果是理想状态的情况，会输出一段介于0HZ至4HZ之间的数据。具体由过程如下：先对Ｙ于Ｘ赋初值，再进行判断函数运算，判断△Ｙ与设定的精度（0.004）比较，满足精度要求则输出波形，否则继续取８为求平均值，判断平均值Ｓ与Ｙ的大小，如Ｓ大于Ｙ则滤除，小于Y的继续进行判断函数运算，再判断△Ｙ的精度，如此循环，直到达到精度要求，输出最终波形，由于前三滤波工作部分，提高第四部分的滤波效率。参阅图1至图2，其余同实施例1。
整个滤波系统采用无源滤波器与两个多重反馈切比雪夫有源滤波器联合滤波器、软件滤波两种滤波方式，整个设计的关键点是，前级将高频的波滤去，减少后级滤波部分的工作时间，提高滤波效率，使其输出需要的比较有效的波。为此无源滤波器为第一滤波部分，两个多重反馈切比雪夫有源滤波器为第二滤波部分，软件多重滤波部分确保高效的得到精确的波频。
与现有技术相比将正弦波整流单相输出进行A/D转换将滤波精度提高了一倍。软件三重滤波累加取平均数比较滤波，每次滤波效率都有20%，使得滤波效率稳定精度提高。得到一段比较有效的波频，使得输出的波形比较精确。
上面描述的仅是本发明的一个具体实施例，显然在本发明的技术方案指导下本领域的任何人所做的修改或具体替换，均属于本发明权利要求限定的范围。
Claims (4)
1.一种用于磁控摆动埋弧焊焊缝跟踪的滤波方法，其特征是：所述滤波方法采用无源滤波器与两个多重反馈切比雪夫有源滤波联合滤波器、软件滤波两种滤波方式，前级所述联合滤波器是将高频的波滤去，以减少后级的软件滤波部分的工作时间，提高滤波效率，使其输出需要的波；所述滤波方法由包括带有三级精度的硬件滤波器、桥式整流电路依次有效的进行滤波；所述三级精度的硬件滤波器是通过由包括无源滤波器与两个多重反馈切比雪夫有源滤波器构成联合滤波器依次有效的进行滤波，所述无源滤波器与两个多重反馈切比雪夫有源滤波器构成的联合滤波器具体包括一个RC无源滤波部分与两个原件参数不同的多重反馈切比雪夫有源滤波器，其中第一级精度等级为10KHZ的无源RC滤波电路，第二级精度等级为100HZ的前段多重反馈切比雪夫滤波电路，第三级精度等级为10HZ的后段多重反馈切比雪夫滤波电路，它们将完成高宽频到低窄频的过滤；具体滤波方式是：第一级的波形Vin1通过第一级精度等级为10KHZ的无源RC滤波电路的电阻R1稳流，其高频部分通过第一级精度等级为10KHZ的无源RC滤波电路的电容器C2过滤掉，达到无源滤波的效果， 将10KHZ以上的波滤去，输出第一波频；再通过第二级精度等级为100HZ的前段多重反馈切比雪夫滤波电路的电容器C1、电阻R2进行一重反馈提高滤波精度，用于滤去100HZ以上、10KHZ以下的波段输出第二波频Vin2；输出的第二波频Vin2通过第三级精度等级为10HZ的后段多重反馈切比雪夫滤波电路的电阻R11稳流，其较高频部分通过电容器C21过滤掉；再通过电容器C11、电阻R21进行二重反馈再次提高滤波精度，用于滤去10HZ至100HZ的波段，使系统高效地输出较高精度的第三波频；第三波频通过桥式整流电路将硬件滤波输出的正弦波的波谷转换成波峰，在焊接中由霍尔传感器收集到杂波经过滤波器滤波后将得到的波形再经A/D转换成数字量，从而减少要判断的数值范围，提高滤波精度；再将A/D转换后的数字量输入到单片机，通过程序依次取8位进行累加求平均值，由判断函数Y=1/X+ｂ判断平均值与Y的大小，其中X≥0.2，ｂ为励磁电源的频率，大于Y的滤掉，小于Ｙ的再进行第二次判断，依此循环；当相临两次判断的Ｙ值之差达到精度要求△Y≤ｂ×10-3，输出最终波形；再对最终波形进行分析，进而得到焊缝偏差信息，实现磁控摆动埋弧焊焊缝的精确跟踪。
2.根据权利要求1所述的用于磁控摆动埋弧焊焊缝跟踪的滤波方法，其特征是：带有三级精度的硬件滤波器、桥式整流电路依次有效的进行滤波后，再进行软件滤波，它们将完成高宽频到低窄频的过滤，数字量输入单片机通过判断函数多次累加进行软件滤波，最终得到精度较高的焊缝偏差信号。
3.根据权利要求1或2所述的用于磁控摆动埋弧焊焊缝跟踪的滤波方法，其特征是：第一级的无源RC滤波部分，包括互联的一个电容和一个电阻；第二级的前段多重反馈切比雪夫滤波电路，包括互联的二个电阻、一个电容和一个运放；第三级的后段多重反馈切比雪夫滤波电路，包括互联的三个电阻、两个电容和一个运放。
4.根据权利要求2所述的用于磁控摆动埋弧焊焊缝跟踪的滤波方法，其特征是：所述软件滤波是在微机每次运算取8个数据，进行累加之后求平均数，具体由过程如下：先对Ｙ于Ｘ赋初值，再进行判断函数运算，判断△Ｙ与设定的精度比较，满足精度要求则输出波形，否则继续取８为求平均值，判断平均值Ｓ与Ｙ的大小，如Ｓ大于Ｙ则滤除，小于Y的继续进行判断函数运算，再判断△Ｙ的精度，如此循环，直到达到精度要求，输出最终波形。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410204973.7A CN104052431B (zh) | 2014-05-15 | 2014-05-15 | 一种用于磁控摆动埋弧焊焊缝跟踪的滤波方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410204973.7A CN104052431B (zh) | 2014-05-15 | 2014-05-15 | 一种用于磁控摆动埋弧焊焊缝跟踪的滤波方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104052431A CN104052431A (zh) | 2014-09-17 |
| CN104052431B true CN104052431B (zh) | 2017-07-14 |
Family
ID=51504867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410204973.7A Active CN104052431B (zh) | 2014-05-15 | 2014-05-15 | 一种用于磁控摆动埋弧焊焊缝跟踪的滤波方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104052431B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105004923A (zh) * | 2015-07-10 | 2015-10-28 | 湘潭大学 | 基于经验小波变换的磁控埋弧焊焊缝跟踪信号分析方法 |
| CN109570700B (zh) * | 2018-12-21 | 2021-03-26 | 湘潭大学 | 一种用于双脉冲mig焊的焊缝跟踪信号处理方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1748924A (zh) * | 2005-01-08 | 2006-03-22 | 湘潭大学 | 埋弧焊焊缝自动跟踪控制方法 |
| CN101837504A (zh) * | 2010-06-22 | 2010-09-22 | 湘潭大学 | 涡流传感器式焊缝自动跟踪控制方法 |
-
2014
- 2014-05-15 CN CN201410204973.7A patent/CN104052431B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1748924A (zh) * | 2005-01-08 | 2006-03-22 | 湘潭大学 | 埋弧焊焊缝自动跟踪控制方法 |
| CN101837504A (zh) * | 2010-06-22 | 2010-09-22 | 湘潭大学 | 涡流传感器式焊缝自动跟踪控制方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 前置式磁控电弧传感器焊缝自动跟踪系统;洪波 等;《传感器与微系统》;20080531;第27卷(第5期);正文第3页 * |
| 基于磁控电弧传感器的搭接焊缝跟踪方法研究;向小明;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》;20140115;第2014年卷(第1期);正文第33-35页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104052431A (zh) | 2014-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110149056A (zh) | 基于模糊pi控制技术的超声波电源输出信号频率跟踪系统 | |
| CN104237786B (zh) | 一种识别电路及家电设备 | |
| CN105608266B (zh) | 基于分数阶微积分的pwm整流器建模方法 | |
| CN103813596A (zh) | Led驱动电路以及降低led电流纹波的方法 | |
| CN104052431B (zh) | 一种用于磁控摆动埋弧焊焊缝跟踪的滤波方法 | |
| CN108181967B (zh) | 一种用于温差发电器的短路电流最大功率点跟踪电路及其控制方法 | |
| CN112787496B (zh) | 变频控制器及其控制方法和变频电器 | |
| CN104883042A (zh) | 一种充电机输出电压纹波的处理方法及装置 | |
| CN103995180A (zh) | 一种考虑不等式约束的电力系统频率估计方法 | |
| CN102981042B (zh) | 一种用于变频器的三相电流检测电路 | |
| CN102522912B (zh) | 双极性spwm调制方式的自适应死区补偿方法 | |
| CN104242628B (zh) | Ac‑dc变换器的pfc控制方法、装置和空调器 | |
| CN203708609U (zh) | Led驱动电路 | |
| CN103427693B (zh) | 三电平变换器中点电位平衡控制系统及方法 | |
| CN103138718B (zh) | 信号处理装置、处理方法和电力机车 | |
| CN105388339A (zh) | 一种正弦波信号发生电路 | |
| CN112528578B (zh) | 一种实现可变电感的设计方法、装置及系统 | |
| CN204559529U (zh) | 一种用于声表面波振荡器输出信号的信号调理电路 | |
| CN110350533B (zh) | 计及新能源发电控制策略的改进仿射谐波潮流计算方法 | |
| CN204993274U (zh) | 一种用于电容器同步相量在线监测的信号滤波电路 | |
| CN114977777A (zh) | 一种等离子体谐振电源的频率跟踪方法、装置及存储介质 | |
| CN103957615B (zh) | 一种单感应器双频输出谐振电路及其设计方法 | |
| CN103280964B (zh) | 一种功率因数校正电路 | |
| CN208077042U (zh) | 一种基于集成电路的回路控制器 | |
| CN207706075U (zh) | 一种精密滤波整流电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |