基于DSC与FPGA的MIG焊接电源控制器仿真与高速实现研究

本篇论文主要探讨了基于DSC (Digital Signal Controller, 数字信号控制器) 和FPGA (Field-Programmable Gate Array, 高速可编程逻辑器件) 的MIG (Metal Inert Gas, 金属惰性气体) 焊接电源控制器的设计与实现。作者蔡新波，专业背景为控制理论与控制工程，针对弧焊逆变电源的控制问题，提出了将现代数字控制技术如EDA (Electronic Design Automation) 和数字信号处理应用到传统模拟控制的背景下。 弧焊逆变电源作为焊接电源的主流，其逆变频率通常在20kHz至100kHz之间，但模拟控制方式限制了其精度和多功能性。论文着重于解决这个问题，引入了变参数PI算法和模糊控制算法，旨在提高控制精度和灵活性。然而，通过Matlab中的Simulink搭建的仿真模型，发现单个PI算法不足以处理弧焊电源参数的不确定性，因此采取了模糊控制与PID控制的双重闭环策略，以增强系统鲁棒性。 为实现高效的实时控制，论文引入了FPGA技术，结合PID控制器，构建了电流内环控制系统，控制周期缩短至8us，显著提升了控制速度和系统可靠性，克服了传统硬件控制器的延迟和不稳定问题。同时，FPGA的高集成度减少了外围电路需求，降低了设计成本，为控制器的实现提供了创新途径。 DSC的使用进一步增强了模糊控制器的设计，提高了设计效率和系统稳定性。整个研究不仅关注了MIG焊电源的仿真，还涵盖了模糊控制、PID控制以及FPGA和DSC在实际应用中的优势，展示了如何通过数字化手段优化弧焊电源控制系统的性能。 论文关键词包括脉冲MIG焊仿真、模糊控制器、PID控制、FPGA以及DSC，这些关键词反映了研究的核心内容和技术路径。这篇硕士论文深入探讨了数字化技术在弧焊电源控制领域的革新应用，对于推动焊接电源技术的发展具有重要意义。