CO2焊短路过渡稳定性：近似熵与Lyapunov指数的对比研究

本文主要探讨了在二氧化碳(CO2)焊短路过渡过程中，近似熵(Approximate Entropy)和Lyapunov指数的理论及其应用方法。作者吕小青和王莹，分别来自天津大学天津市现代连接技术重点实验室，他们的研究得到了高等学校博士学科点专项科研基金和国家自然科学基金的支持，研究方向包括弧焊逆变电源及其自动化以及焊接过程中的混沌现象。 近似熵是一种非线性动力系统分析工具，用于度量系统的复杂性和不确定性，它通过测量数据序列的不确定度来评估系统的稳定性和预测能力。而Lyapunov指数则是用来衡量系统中变量分离的速度，是判断系统是否混沌的重要指标，对于控制系统的稳定性和安全性具有重要意义。 论文对比了在不同送丝速度（wire feeds）、给定电弧电压设置（setting voltages）以及不同气体流量（gas flow rates）条件下，近似熵和Lyapunov指数对短路过渡稳定性评估的差异。结果显示，近似熵作为短路过渡稳定性的评判标准更为有效，因为它能更精确地捕捉到焊接过程中动态行为的复杂变化。然而，Lyapunov指数在作为控制系统的监控对象时显示出更大的优势，由于其对微小偏差的敏感性，能够提供更及时和精确的反馈，有助于控制系统的实时调整和优化。 因此，这篇首发论文不仅深入解析了两种非线性参数在CO2焊短路过渡中的应用，还为焊接工艺的优化提供了科学依据，强调了根据具体应用场景选择合适的稳定性评估指标的重要性。这对于提高焊接过程的稳定性和效率，以及推进焊接技术的智能化发展具有实际价值。