摘要：介绍了自行设计开发的微机控制的脉冲+,- 焊电源控制系统。研究分析了在脉冲MIG焊接中的PID控制算法。为了在焊接过程中实时采样、显示焊接参数，着重介绍了如何改进对串行器件MAX7219的编程，以及对PID控制算法的优化。试验结果证明，优化后程序执行效率高，响应速度快，控制精度高，可以实现稳定的脉冲MIG焊接过程。

关键词：逆变电源；PID控制；串行器件；80c196KC

引　言

　　PID控制器，又称为PID调节器，是工业控制中常用的校正装置。它结构简单，技术成熟，对被控对象的精确数学模型要求不高，调节参数可以根据现场调试或经验确定。因此广泛应用于连续控制系统中。

　　在微机控制系统中，对模拟量进行检测、转换、处理、计算等工作也是为了满足控制系统的要求。随着计算机技术的发展，特别是微机在控制中的应用，PID控制器已转变为PID控制算法，通过编制软件在微机上实现控制。减少了硬件开支，降低了成本，实现了以“软件代替硬件”的设计理念，从而使PID控制器迈上一个新台阶，使其应用更加广泛。该研究针对微机控制IGBT脉冲MIG逆变焊接电源控制系统脉冲控制程序的优化设计进行了研究和探讨。

　　1 微机控制脉冲MIG焊机控制系统

　　该控制系统以高性能16位单片机80C196KC为核心，系统的整体结构如图1所示。系统采用脉宽调制方式(PWM)调节弧焊电源的输出特性，通过焊接负反馈，采用PI控制算法，实时控制PWM的脉宽，使得电流输出值与给定值趋于一致。单片机首先根据预置的脉冲频率f和占空比D,计算基值时间Tb和峰值时间Tp，将其存入内存单元。引弧后，实时采样电流值，并与预置的基值电流(给定值)进行比较，根据误差进行PI控制，使电流输出值与给定基值电流趋于一致；待基值时间结束后，单片机再将采样到的电流峰值与预置的峰值电流(给定值)进行比较，同样根据误差，进行PI控制，使输出的峰值电流值与给定峰值电流趋于一致；待峰值时间结束后，再切换为基值。这样循环往复进行控制，就可以得到脉冲电流。

　　实现上述功能的单片机闭环控制系统如图2所示。单片机接收、处理数字量，采样到的电流经放大后首先进行A/D转换为数字量输入给单片机。单片机接收到该数字量后与给定值进行比较并采取相应的运算，将计算后的控制量(数字量)经A/D转换后送入脉宽调制芯片SG3525，输出2路互不重叠的脉宽信号，经过IGBT专用驱动芯片EXB841功率放大后，分别驱动2组IGBT，并使其交替导通，从而实现功率的输出。