[发明专利]一种本征安全的二维智能控制弧压调高器

摘要

本发明提供一种本征安全的二维智能控制弧压调高器，其包括：数控切割系统、调高器、水平移动控制器和执行机构。采用本发明所述的本征安全的二维智能控制弧压调高器，具有以下有益效果：在对割炬的垂直高度加以控制的同时，通过调高器中的主控单片机中的模糊分析计算器C2提供水平运动速度调整的比例系数，可以对割炬的水平运动速度加以控制，从而确保加工质量；在H桥的两个上臂的场效应管导通控制分别使用两个控制电压源，H桥的两个下臂则共用一个控制电压源，保证了控制电源电位不相互干扰，使控制信号能够正确、安全地执行；通过互锁的桥臂控制电路，避免发生电源短路烧毁控制芯片的故障。

主权项

一种本征安全的二维智能控制弧压调高器，其特征在于，包括：数控切割系统、调高器、水平移动控制器和执行机构；调高器包括：与数控切割系统连接的主控单片机；主控单片机包括模糊分析计算器C1和模糊分析计算器C2，模糊分析计算器C1负责割炬的垂直运动控制，模糊分析计算器C2负责割炬的水平运动控制；与主控单片机的模糊分析计算器C1连接，提供电机工作条件的H桥电机驱动电路；与H桥电机驱动连接，执行H桥电机驱动电路驱动命令的直流电机；与直流电机连接，将直流电机的控制信号发送至割炬的传动机构；与割炬和主控单片机连接，检测割炬实际高度的弧压检测单元；与主控单片机中的模糊分析计算器C2连接，控制割炬水平移动的水平移动控制器；与水平移动控制器连接，负责执行的执行机构；其中，H桥电机驱动电路的四个桥臂包括场效应管，上下桥臂间串接二极管，左右两个二极管的负极间连接带动割炬上下运动的直流电动机，当对角线上的一对桥臂的场效应管导通时，电源加在直流电机的两端，左侧为正，反对角线上的一对桥臂的场效应管截止，电动机正转；电机反转时，导通截止状态相反；模糊分析计算器C1将其在一个采样间隔内产生的弧压调整值发送至模糊分析计算器C2，模糊分析计算器C2将检测到的实际弧压值与来自模糊分析计算器C1的弧压值做求差运算，并将求取的差值与上一个调整间隔的差值做求差运算，并根据两次求差运算结果到水平模糊控制状态表中查找获取水平速度比值，以及将该水平速度比值发送至水平移动控制器；其中，水平模糊控制状态表按照下列方法建立：根据预先设定语言规则，描述控制策略；将所描述的控制策略归纳为四十九条控制规则，将高度位置偏差、位置偏差变化率和输出控制量所对应的语言变量表生成模糊集E、C和U，然后将E、C和U分别分成七档，形成七个模糊子集来反应大小，形成水平模糊控制状态表。