多传感器信息融合在焊接质量控制中的应用

刘广瑞，周文博，田 欣，郭珂甫

(郑州大学 机械工程学院，河南 郑州 450001)

多传感器信息融合在焊接质量控制中的应用

刘广瑞，周文博，田 欣，郭珂甫

(郑州大学 机械工程学院，河南 郑州 450001)

利用BP神经网络，将电弧传感器和超声波传感器所获观测信息以及焊接电流、焊接速度、焊缝坡口等焊接参数信息进行有效融合，得到焊缝熔深预测模型.为了对焊缝熔深进行精确控制，结合传统PID控制器与模糊控制器的优点，设计了参数自调整模糊PID控制器，仿真结果表明：建立的焊缝熔深预测模型能够实时、快速、准确地测量得到焊缝熔深信息，在系统性能各方面参数自调整模糊PID控制器相比于传统PID控制器有着显著优势.

电弧传感； 超声波传感； 信息融合； BP神经网络； 参数自调整模糊PID控制器

0 引言

随着自动化、智能化的不断发展，信息融合越来越多地受到学术界和工业界的广泛关注.多传感器信息融合为机器人在动态的、不确定的或未知环境中的工作提供了一种解决途径.焊接质量控制一直是自动化焊接中的一个重要研究课题.单一传感器无法全面有效地获取焊接过程状态信息，在焊接过程中使用不同传感器侧面获取焊接状态信息，通过融合技术将获取的焊接过程状态信息进行融合处理，获得比单一传感器更加精确地描述焊接过程状态的融合信息[1].有很多研究人员已经将多传感器信息融合技术有效地应用到焊接过程中[2-4].经研究分析，影响焊缝熔深的主要因素有焊接电流、焊接速度、焊缝偏差、坡口角度以及焊接材料熔化速率等；……