Классификация параметров и возмущающих воздействий технологических процессов сварки.

Параметры процесса сварки можно условно разделить на три группы:

1) Энергетические, характеризующие вклад энергии в процесс об­разования сварного соединения (напряжение и сила тока дуги, мощность источника нагрева, температура изделия, длительность отдельных сварочных операций);

2) Кинематические, характеризующие пространственное переме­щение или положение источника нагрева относительно изделия (скорость подачи электродной проволоки, амплитуда и частота поперечных колебаний электрода, скорость перемещения свари­ваемого изделия (скорость сварки));

3) Технологические, характеризующие условия формирования и кристаллизации сварных швов, переноса электродного металла (диаметр электрода, форма и размеры разделки, зазор между сва­риваемыми деталями, вылет и угол наклона электрода, положе­ние шва в пространстве, способ защиты наплавленного металла). В производственных условиях технологический процесс сварки подвержен воздействиям — возмущениям, нарушающим его нор­мальное протекание и приводящим к отклонениям показателей качества сварного соединения от требуемых значений. Возмуще­ния могут быть приложены к любому из трех компонентов сва­рочного контура.

Все виды возмущений можно разделить также на три группы: энер­гетические, кинематические и технологические.

Источниками энергетических и кинематических возмущений яв­ляются промышленная сеть; колебания длины дуги и отклонения электрода от оси стыка; возмущения в основном сварочном обо­рудовании (источнике питания, аппаратуре управления, при­водах подачи электрода и перемещения изделия).

Причины технологических возмущений — несовершенство тех­нологии подготовки кромок свариваемой заготовки и их сборки; изменения химического состава свариваемого материала, состава защитного газа.

Непрерывно возрастающие требования к качеству сварных со­единений при действии на объект возмущений могут быть удов­летворены лишь на основе использования САУ процессом дуго­вой сварки, которые выполняют следующие функции:

- программное управление перемещениями рабочих органов сва­рочного оборудования;

- управление последовательностью операций — системы про­граммного управления сварочными циклами;

- стабилизация режима сварки, обеспечивающая исключение влияния на сварной шов возмущений: по току и напряжению дуги, Скорости сварки, вылету электрода, длине дуги, расходу защит­ного газа и др.;

- автоматизация направления электрода по оси сварного соединения с помощью следящих систем;

- компенсация отдельных технологических возмущений.

8. Линейные дифференциальные уравнения динамики САР. Преобразование Лапласа. Понятие о передаточной функции.

Различают два состояния системы.

1) Установившееся (статическое). Характеризуется установившимися значениями всех воздействий на нее и всех переменных. При этом состояние системы описывается уравнениями статистики.

, где – воздействие на систему, – возмущающее воздействие.

2) Неустановившаяся (динамическая). В этом случае все или некоторые воздействия и переменные изменяются во времени.

.

Для анализа работы САР применяются подходы, основанные на получении общего дифференциального уравнения, описывающие работу САР путем нахождения уравнений отдельных элементов и последующего исключения промежуточных переменных.

– уравнение, описывающее работу системы.

Такой подход к анализу САР позволяет получить общее дифференциальное уравнение, решение которого определит параметры системы, однако, этот подход возможен в редких случаях, т.к. управления обычно нелинейные и имеют высокий порядок.

Для упрощения решений уравнений применяют 2 метода:

1) Линеаризацию нелинейностей;

2) Решение задачи не в абсолютных значениях, а в отклонениях от номинального режима.

Преобразование Лапласа позволяет перейти от дифференциального управления, описывающего работу элемента системы, к алгебраическому уравнению.

Такой переход производится без вычислений путем замены знака дифференцирования на комплексную переменную P в соответствующей степени и замены функции времени (оригинал функции) на функцию от комплексной переменной P.

Связь между оригиналом и изображением описывается следующим уравнением:

;

.

Передаточную функцию элемента получают из алгебраического уравнения.

Передаточной функцией называют отношение изображения выходной величины к изображению входной величины при нулевых начальных условиях.

.