金属丝运动加热开环自动跟随控制算法的研究和控制电路设计

李培艳，董 显，李 永，钟素娟，龙伟民

（新型钎焊材料与技术国家重点实验室 郑州机械研究所有限公司，郑州 450001）

0 引言

在很多工业应用场合需要加热源与被加热物体相对运动，比如激光焊接[1]、激光切割[2]、金属丝拉拔在线加热、钢丝电接触加热[3]等。

在相对运动加热的情况下，由于加热部位相对被加热物体在不停的移动，相对移动速度的变化会引起加热效果的变化，如果使用固定加热电压，移动速度越快，被加热部位得到的热量越少，加热的温度越低，会引起物体温升不够的问题，反之如果运动速度越慢，被加热部位得到的热量越多，温度升的越高，可能出现被加热物体被烧损的情况。为了保持被加热部位温度的稳定，加热电压需要跟随物体运动速度改变而改变。现有的加热温度控制方法一般有两种，一种是比较温度开关继电器方法，一种是PID温度控制[4]方法，不管哪种控制方法都需要温度传感器作为温度检测和反馈元件，但是常用的高温温度传感器是热电偶，其响应时间较长[5]，无法满足运动加热的控制需求。而且在金属丝运动加热时，由于金属丝运动速度快且直径小，难以对其温度进行准确快速的测量。因此设计一种金属丝运动加热开环自动控制算法和电路就成为一种切实可行的解决方法。

1 试验方法

本文选择金属丝拉拔在线加热的应用场合作为试验对象，试验系统如图1所示。拉拔滚筒在变频电机及减速机驱动下旋转，将金属丝缠绕在滚筒上并随着滚筒的转动而向前运动。……