基于ＰＭＡＣ的全闭环控制在超声检测中的应用

2012年03月07日10:31:42 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

徐志农，王力求，张　扬，杨辰龙
浙江大学机械系，浙江杭州

摘　　　要：对复杂形状的曲面进行超声检测时，传统的半闭环控制无法消除传动环节的误差，因此难以检测到材料中１２ｍｍ以下的缺陷。为改善系统并提高精度，可以在负载上增加光电编码器形成全闭环控制系统。通过光电编码器将负载运动的实际位置反馈给控制卡，由控制卡实现传动误差的实时补偿，提高运动精度。为验证该方法的有效性，对全闭环系统进行建模并且用Ｍａｔｌａｂ求出了系统的动态响应曲线，分析表明全闭环控制能够减少传动环节的延时和误差。实际应用中，对同一个飞机螺旋桨叶片分别采用半闭环和全闭环系统进行检测，结果表明，全闭环控制可使系统的位置误差由１５４３μｍ减少到９５１μｍ，检测飞机螺旋桨叶片时的缺陷误判几率由８３％降为３２％。

关　键　词：Ｃ扫描；半闭环控制；全闭环控制；交流伺服系统

１　引　言
近年来，随着航空航天、船舶制造等技术的高速发展，对复杂形状的大型构件质量要求越来越高，需要通过超声检测来保证质量。检测复杂形状、变厚度的构件时，超声探头与构件型面是否垂直，直接影响着超声检测的效果［１２］。对于简单曲面的超声检测，用传统的开环控制系统或者控制卡与伺服电机组成的半闭环控制系统，就能满足超声探头与零件表面垂直的要求。而这种控制应用到复杂曲面时，由于构件上存在一些曲率变化较大的点，在这些点处超声波入射方向有微小的误差就会导致探头不能接收回波而误判存在缺陷，影响检测结果的准确性。为克服上述问题，提高探头的对正精度，本文提出了全闭环的控制方法，即在末端的负载上增加编码器，将负载的位置信息反馈给控制卡，形成双反馈的全闭环控制系统，并对整个系统的原理、动态特性以及实现方法进行分析，通过实验验证该方法的有效性。

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