焊管焊接过程机理分析与智能控制方法研究及应用
1.主要内容
课题组多年理论研究与实际应用指出，焊管焊接过程是一个滞后时间小、响应速度快的非线性过程，传统的控制方法很难取得满意效果。为此提出了一套适合国内现有条件的高水平的焊管焊接过程综合自动控制方案。其设计思想是将整个控制系统构成三级控制结构：1）基本模糊控制级；2）自适应调整级；3）过程状态判别级。项目综合了应用电子技术、计算机技术、自动控制技术，成功的运用工业控制计算机及其成熟外围设备技术，特别是高可靠性的新型光纤红外双色测温系统、半导体压阻式压力传感器和变送器、精密速度测量仪等搭建系统硬件平台。所提出的综合自动控制方案，包括整体控制方案、工业控制微机系统的硬件结构、软件系统及焊接过程主要工艺参数实时检测系统。
2.主要技术创新
1）对焊管焊接过程系统地进行机理分析，得到了动态的数学模型；
2）针对焊管焊接过程这一非线性系统，提出一种适合此类系统的智能控制方法——具有分级结构的模糊自适应方法；
3）在对高频焊管生产工艺与焊接过程工艺分析的基础上，提出了一套适合国情的高频焊管焊接过程综合自动控制方案，包括整体控制方案、工业控制微机系统的硬件结构、软件系统及焊接过程主要工艺参数实时检测系统，实现了对焊管焊接过程主要工艺参数的优化与控制；
4）针对双层卷焊管生产工艺及钎焊过程的实际情况，对钎焊过程进行了详细的稳态分析，给出了钎焊过程稳态数学模型，为计算机实时控制奠定了基础。提出了双层卷焊管钎焊过程综合自动控制方案；
5）对镀锌涂塑双层卷焊管生产工艺及预热过程的实际情况，对预热过程进行了分析，给出了预热过程稳态数学模型，并得到了预热温度计算公式，为计算机实时控制奠定了基础。提出了镀锌涂塑双层卷焊管预热过程综合自动控制方案。
3.产业化贡献
本成果在2007年获河北省科技进步三等奖。近三年，在北京时代汽车配件制造有限公司、河北省巨龙钢管有限公司、济南市锻造厂、山东聊城三联锻造有限公司、河南林州市乔宏实业有限公司、临清市三鑫电机制造有限公司等五家应用，为企业新增利税4600多万，改变了双层卷焊管、镀锌涂塑双层卷焊管产品依赖进口、依赖引进设备生产的局面。