项目名称: 窄间隙GMAW焊接过程高性能控制方法与应用研究

项目编号: No.61473172

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 自动化技术、计算机技术

项目作者: 张光先

作者单位: 山东大学

项目金额: 84万元

中文摘要: 伴随现代制造业的高速发展,特别是超高速、超临界等极端服役环境下的重大工程建设与日剧增,研发厚/超厚板材高效高性能焊接技术与装备极为迫切。窄间隙熔化极气保焊(NG-GMAW)以省时/电/力/料而著称,极具应用前景。NG-GMAW焊接过程本质上是一类异常复杂的非线性、时变、不确定、多参数强耦合系统,现有方法难以实现焊缝的高质成形,亟需新的理论和方法予以突破。本项目将从探究焊接质量和工艺参数关系入手,由正交试验获得完备数据并灰关联分析;基于数据驱动理论和相关向量机方法,建立焊接质量等的预测模型;研究高精度、快响应焊接电反馈参数容积积分卡尔曼滤波算法和MIMO自适应模糊控制策略,实现焊接质量的闭环控制;最后,基于混合多目标优化方法建立焊接质量、效率和成本综合评价体系。本项目属控制、材料、电工等多学科交叉前沿研究,有望突破NG-GMAW焊接技术及装备产业化关键瓶颈,促进相关学科理论与应用的发展。

中文关键词: 电源系统;高性能控制;灰关联分析;相关向量机;多目标优化

英文摘要: With the high-speed development of modern manufacturing, it is urgent to research and develop high-efficiency high-performance welding technologies and equipments for thick/super thick plates, which can realize high welding quality for large welded structures in the ultra-high-speed, supercritical extreme service environment. Narrow gap gas metal arc welding (NG-GMAW) is known for saving time, power, labor, material and so on, which has the most promising. NG-GMAW welding process essentially is an extremely complicated nonlinear system with time-varying, uncertain, strong-coupling characteristics. High-quality appearance of weld is difficult to be aquired by using traditional control approaches. Therefore, novel theories and methods are needed to solve the problem. Starting with exploring the relationship between welding quality and welding parameters, new data is acquired by orthogonal experiments and analyzed by the grey relational analysis theory. The relevance vector machine method is used to model welding quality and parameters based on the data-driven theory. Then, control and filtering algorithms with high precision and fast response are proposed to realize the closed-loop control of welding quality, including the multiple input multiple output adaptive fuzzy control and cubature quadrature Kalman filter for electric feedback information. Finally, the hybrid multi-objective optimization method is proposed to establish the comprehensive performance evaluation system of NG-GMAW welding quality, efficiency and cost. This proposal is the frontier research involved in multi-disciplines of control, materials, electrical and so on. This research can not only break up the key bottleneck in the NG-GMAW welding technique and equipment, but also significantly promotes the theory and application of the relevant disciplines.

英文关键词: Power source system;High-performance control;Grey relational analysis;Relevance vector machine;Multi-objective optimization

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

迈向2060碳中和:石化行业低碳发展白皮书
专知会员服务
26+阅读 · 2022年4月27日
数字孪生模型构建理论及应用
专知会员服务
211+阅读 · 2022年4月19日
重磅!数字孪生技术应用白皮书(2021)
专知会员服务
251+阅读 · 2021年12月8日
专知会员服务
37+阅读 · 2021年7月10日
专知会员服务
92+阅读 · 2021年6月23日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年5月7日
2021年中国人工智能在工业领域的应用研究报告(附报告)
专知会员服务
127+阅读 · 2021年2月17日
专知会员服务
86+阅读 · 2020年8月2日
数字孪生模型构建理论及应用
专知
7+阅读 · 2022年4月20日
重磅!数字孪生技术应用白皮书(2021)
专知
13+阅读 · 2021年12月8日
基于规则的建模方法的可解释性及其发展
专知
4+阅读 · 2021年6月23日
【APC】先进过程控制系统(APC: Advanced Process Control)
产业智能官
57+阅读 · 2020年7月12日
ICLR 2019论文解读:深度学习应用于复杂系统控制
机器之心
11+阅读 · 2019年1月10日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年5月4日
Arxiv
0+阅读 · 2022年5月3日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月30日
小贴士
相关VIP内容
迈向2060碳中和:石化行业低碳发展白皮书
专知会员服务
26+阅读 · 2022年4月27日
数字孪生模型构建理论及应用
专知会员服务
211+阅读 · 2022年4月19日
重磅!数字孪生技术应用白皮书(2021)
专知会员服务
251+阅读 · 2021年12月8日
专知会员服务
37+阅读 · 2021年7月10日
专知会员服务
92+阅读 · 2021年6月23日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年5月7日
2021年中国人工智能在工业领域的应用研究报告(附报告)
专知会员服务
127+阅读 · 2021年2月17日
专知会员服务
86+阅读 · 2020年8月2日
相关资讯
数字孪生模型构建理论及应用
专知
7+阅读 · 2022年4月20日
重磅!数字孪生技术应用白皮书(2021)
专知
13+阅读 · 2021年12月8日
基于规则的建模方法的可解释性及其发展
专知
4+阅读 · 2021年6月23日
【APC】先进过程控制系统(APC: Advanced Process Control)
产业智能官
57+阅读 · 2020年7月12日
ICLR 2019论文解读:深度学习应用于复杂系统控制
机器之心
11+阅读 · 2019年1月10日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员