易 宏，孔凡友，秦 林，馬 華

(太原理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，太原 030024)

微弧氧化智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

易 宏，孔凡友，秦 林，馬 華

(太原理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，太原 030024)

為了解決當(dāng)前微弧氧化系統(tǒng)數(shù)字化程度不高，人機(jī)交互不夠便捷的問題，提出了一種基于DSP的微弧氧化智能控制系統(tǒng);完成了微弧氧化系統(tǒng)框架、電源硬件和電源系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì);采用軟件PID和硬件PID調(diào)節(jié)相配合的方法使電源輸出穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性都得到了提高;采用了深度信念網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)微弧氧化試樣的膜層厚度進(jìn)行預(yù)測(cè)，同時(shí)通過外部存儲(chǔ)對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)有效提高了系統(tǒng)的人機(jī)交互友好性;實(shí)際應(yīng)用表明，該系統(tǒng)操作方便、實(shí)時(shí)性好、工藝適應(yīng)性好、可擴(kuò)展性好，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

DSP；深度信念網(wǎng)絡(luò)；實(shí)時(shí)監(jiān)控；微弧氧化

0 引言

微弧氧化是一種通過閥金屬(Al，Ti，Mg，Hf等)在電解液中進(jìn)行等離子放電，產(chǎn)生復(fù)雜的電化學(xué)、熱化學(xué)、等離子化學(xué)反應(yīng)，在閥金屬及其合金表面形成一層堅(jiān)硬、致密的氧化陶瓷膜的表面處理技術(shù)[1]。形成的陶瓷質(zhì)氧化物膜層具有高阻態(tài)、耐腐蝕、耐磨損的性能，在航天、航空、航海、機(jī)械、電子等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。目前微弧氧化電源的控制系統(tǒng)數(shù)字化程度不夠高，主要表現(xiàn)在：多數(shù)以單片機(jī)為核心，存在算法單一，控制精度不高，系統(tǒng)響應(yīng)不夠及時(shí)。此外，雖然利用到Digital Signal Processing(DSP)作為核心處理器，但多數(shù)只用到其PWM輸出模塊和A/D采樣模塊實(shí)現(xiàn)高精度的閉環(huán)PWM控制功能，而對(duì)其他的一些外設(shè)并未使用。

當(dāng)前，隨著人工智能的快速發(fā)展，在電氣自動(dòng)化控制中引入人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電氣控制的轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步推動(dòng)設(shè)備的發(fā)展。仿人工智能控制的基本思想是在控制過程中利用計(jì)算機(jī)模擬人的控制行為功能，最大限度地識(shí)別和利用控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)所提供的信息，進(jìn)行啟發(fā)和直覺推理[2]。因此本文設(shè)計(jì)了一種微弧氧化智能控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)如下：

其一，利用DSP保障采集和處理數(shù)據(jù)功能得以實(shí)現(xiàn)且具有足夠的精度。首先DSP的A/D模塊(12bit精度)能采集微弧氧化電源的數(shù)據(jù)；其次在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用，DSP能夠有效的處理和保存相關(guān)數(shù)據(jù)，保障微弧氧化電源效果的提高。

其二，通過對(duì)微弧氧化過程的工藝參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，便于下次使用同樣參數(shù)時(shí)可以直接從存儲(chǔ)中調(diào)用避免重復(fù)輸入和誤操作。

其三，加入膜層厚度預(yù)測(cè)模塊，通過對(duì)已有試驗(yàn)樣本的學(xué)習(xí)，建立起實(shí)驗(yàn)因數(shù)與輸出結(jié)果的映射[3]。實(shí)現(xiàn)對(duì)電源不同工藝參數(shù)下膜層厚度的預(yù)測(cè)，這對(duì)節(jié)約試驗(yàn)成本和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)工藝具有重要意義。

1 微弧氧化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

微弧氧化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括電源、上位機(jī)、冷卻系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)。此氧化系統(tǒng)電解槽采用的是自己設(shè)計(jì)的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便結(jié)構(gòu)，采用304不銹鋼管彎成螺旋狀放入電解液中并且管內(nèi)通冷卻水來保證溫度一定。同時(shí)304不銹鋼管在氧化過程中擔(dān)當(dāng)陰極，與工件在氧化過程中擔(dān)當(dāng)陽極組成微弧氧化過程中的兩電極。在容器上加有溫度傳感器和以PCF8591為核心的A/D采樣模塊，采樣模塊通過IIC接口與DSP通訊，DSP可以將數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)上，便于對(duì)溫度的觀察。

圖1 微弧氧化系統(tǒng)示意圖

2 微弧氧化電源總體設(shè)計(jì)

微弧氧化電源結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要包括主電路和控制系統(tǒng)電路。通過DSP的PWM模塊與驅(qū)動(dòng)電路控制斬波逆變電路實(shí)現(xiàn)對(duì)主電路的數(shù)字化控制。通過DSP內(nèi)部A/D模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電流的采樣再經(jīng)過軟件上的PID算法實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的閉環(huán)控制。采用SCI接口實(shí)現(xiàn)DSP與上位機(jī)的通訊。另外，通過外擴(kuò)存儲(chǔ)對(duì)運(yùn)行過程的電源參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)能對(duì)故障進(jìn)行預(yù)先處理減少事故發(fā)生概率。該電源設(shè)計(jì)為，輸出直流電壓可在0～1 000 V連續(xù)可調(diào)，輸出脈沖電壓最大幅值電壓1 000 V占空比和頻率可調(diào)。能對(duì)電壓、電流、占空比和試驗(yàn)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并數(shù)字化顯示。

圖2 電源結(jié)構(gòu)示意圖

3 電源硬件設(shè)計(jì)

本微弧氧化智能控制系統(tǒng)，以DSP核心芯片作為微處理器,采用硬件PI電路與uc3846配合的方法來驅(qū)動(dòng)由4個(gè)IGBT組成的全橋逆變電路，該方式驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)驅(qū)動(dòng)過程穩(wěn)定。采樣電路上由于電流采樣是直接反饋到硬件PI調(diào)節(jié)電路所以采用分流器與變送器配合的方式，與直接采用傳感器相比其具有精度高且?guī)Ц綦x的特點(diǎn)。電壓采樣采用霍爾電壓傳感器(具有電磁隔離)。由于DSP內(nèi)部存儲(chǔ)有限而本設(shè)計(jì)需要對(duì)運(yùn)行過程參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)因此對(duì)其存儲(chǔ)外擴(kuò)SD卡。

3.1 主電路設(shè)計(jì)

主電路主要包括四部分，工頻可控整流與電容濾波電路、斬波逆變電路、高頻變壓電路和次級(jí)整流濾波電路。主要過程為工頻三相交流電經(jīng)過整流濾波電路輸出直流電，經(jīng)由4個(gè)IGBT組成的移相全橋ZVS PW變換器輸出脈沖電壓，通過高頻變壓器升壓、整流器整流、LC電路濾波后輸出到負(fù)載[4]。

3.2 數(shù)字信號(hào)處理芯片的選型

DSP是繼單片機(jī)之后，當(dāng)今嵌入式系統(tǒng)開發(fā)最為熱門的關(guān)鍵技術(shù)之一。DSP芯片因?yàn)槠渚哂蟹€(wěn)定性、可重復(fù)性、可集成性、柔性化編程和易于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理等的特點(diǎn)目前已經(jīng)成為熱門的電源控制芯片[5]。TMS320X2833xDSP是TI公司一款用于控制的高性能、多功能、高性價(jià)比的32位浮點(diǎn)DSP。它整合了DSP和微控制器的最佳特性，是功能復(fù)雜的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最佳選擇。作為目前應(yīng)用最廣性價(jià)比最高的DSP芯片之一，選擇TMS320X28335作為本次設(shè)計(jì)的控制芯片。

3.3 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

由于DSP端口高電平僅為3.3 V其負(fù)載能力不夠，應(yīng)加上驅(qū)動(dòng)模塊保護(hù)主控芯片。本設(shè)計(jì)選擇目前市場(chǎng)上應(yīng)用廣泛的UC3846作為控制IGBT的控制芯片，采用PI調(diào)節(jié)與UC3846結(jié)合的驅(qū)動(dòng)方式。UC3846是由美國(guó)公司Unitrode(現(xiàn)在已經(jīng)屬于TI公司)生產(chǎn)的性能穩(wěn)定、具備控制功能的芯片。此芯片主要在橋式拓?fù)浼巴泼馔負(fù)湎到y(tǒng)電路中應(yīng)用，釆用當(dāng)前廣泛應(yīng)用的峰值電流型控制方式，輸出信號(hào)具有兩個(gè)互補(bǔ)輸出端口，可以對(duì)IGBT進(jìn)行直接連接和驅(qū)動(dòng)，并可利用高頻變壓器實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的隔離。

3.4 采樣電路的設(shè)計(jì)

由于DSP采樣要在0～3.3 V之間，為了不超出電壓范圍，保證電路的可靠性、保護(hù)芯片，電壓電流的采樣需要進(jìn)行隔離。本設(shè)計(jì)電流采樣考慮到PI調(diào)節(jié)對(duì)采樣精度的要求，采用分流器與變送器配合的設(shè)計(jì)方式，其原理是電流通過分流器時(shí)會(huì)產(chǎn)生0～75 mV的電壓信號(hào)，經(jīng)變送器(具有光電隔離的作用)產(chǎn)生相應(yīng)的電壓再經(jīng)過運(yùn)算放大器放大為合適的電壓輸入到DSP芯片。電壓采樣采用霍爾傳感器，其原理是，當(dāng)電感電流流過霍爾傳感器時(shí)，副邊會(huì)感應(yīng)到壓降，此壓降經(jīng)過運(yùn)算放大器放大為合適的電壓輸入控制芯片，就能反映出被采樣的電壓變化。

3.5 存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)

在本設(shè)計(jì)中，由于TMS320F28335具有SPI總線，在連接的時(shí)候可以方便的進(jìn)行外擴(kuò)，并且也有利于系統(tǒng)以后的擴(kuò)展，所以本系統(tǒng)選擇了SPI總線的模式進(jìn)行DSP與SD卡的連接。SPI模式的優(yōu)點(diǎn)就是簡(jiǎn)化了主機(jī)的設(shè)計(jì)。

4 軟件設(shè)計(jì)

本智能控制系統(tǒng)核心就在于軟件的設(shè)計(jì)，以DSP作為核心處理器。通過設(shè)定好的占空比和從A/D模塊采樣的電壓、電流信號(hào)進(jìn)行PID運(yùn)算輸出實(shí)時(shí)性好、穩(wěn)定性好的PWM波作為主電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。通過SPI接口實(shí)現(xiàn)外部存儲(chǔ)的寫入和讀取。采用SCI接口與上位機(jī)通訊，上位機(jī)通過電源參數(shù)以深度信念網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)膜層厚度進(jìn)行預(yù)測(cè)。

4.1 DSP軟件開發(fā)

DSP采用輸出PWM信號(hào)對(duì)逆變電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng),通過PWM占空比大小實(shí)現(xiàn)不同輸出。TMS320F28335的每個(gè)ePWM模塊可以產(chǎn)生兩路PWM波[6]。PWM波一個(gè)周期T分成了兩個(gè)時(shí)期，高電平時(shí)期t1和低電平時(shí)期t2，占空比D為t1與周期T的比值。通過改變占空比的大小來控制IGBT的關(guān)斷和打開的時(shí)間，從而使主回路也產(chǎn)生相應(yīng)占空比脈沖電壓。其中關(guān)聯(lián)到的有周期和占空比，通過周期寄存器TBPRD賦值可以設(shè)定PWM的周期，周期計(jì)算見公式(1)：

(1)

再通過給比較寄存器CMPRx賦值可以設(shè)定占空比，占空比計(jì)算見公式(2)：

(2)

DSP主程序控制流程如圖3所示。首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后循環(huán)等待選擇SD卡存儲(chǔ)的工藝參數(shù)或者上位機(jī)發(fā)送的控制指令。開啟定時(shí)器，啟動(dòng)PWM模塊，輸出PWM控制信號(hào)通過uc3846驅(qū)動(dòng)功率逆變電路中IGBT工作，同時(shí)觸發(fā)A/D采樣模塊，對(duì)采集的電壓或電流值進(jìn)行PID運(yùn)算實(shí)時(shí)更新PWM信號(hào)的占空比，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的快速準(zhǔn)確控制，將該狀態(tài)下的工藝參數(shù)按一定的算法實(shí)時(shí)寫入SD卡，達(dá)到處理時(shí)間后，結(jié)束微弧氧化過程。

圖3 DSP軟件流程

4.2 SPI通訊存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)

SPI是一種高速同步串行輸入/輸出接口，主要通過同步時(shí)鐘線(SCK)，主機(jī)輸入/從機(jī)輸出數(shù)據(jù)線(MISO)，主機(jī)輸出/從機(jī)輸入數(shù)據(jù)線(MOSI)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。另外還有一條低電平有效的從機(jī)片選擇線CS(card select)用來選擇主/從機(jī)模式。DSP與SD卡的通信由DSP控制，在對(duì)SD卡進(jìn)行操作前必須先拉低SD卡的片選信號(hào)CS，然后發(fā)送命令。SD卡對(duì)主機(jī)發(fā)送的任何命令都要進(jìn)行響應(yīng)，除了對(duì)命令響應(yīng)外，在執(zhí)行寫操作時(shí)，還要對(duì)主機(jī)發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行響應(yīng)。

SD卡讀寫流程如圖4所示，其中寫操作支持單塊寫和多塊寫，單塊寫(CMD24)是只能寫數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為512字節(jié)，多塊寫是從指定位置寫直到接收停止命令(CMD12)，本設(shè)計(jì)采用單塊寫。操作時(shí)，可首先向SD卡發(fā)送寫數(shù)據(jù)塊的命令字CMD24，在接收到SD卡的響應(yīng)信號(hào)后，再發(fā)送數(shù)據(jù)起始標(biāo)志，然后發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)SD卡的回應(yīng)信號(hào)為E5H時(shí)，即表明SD卡可正確接收數(shù)據(jù)，之后，SD卡的輸出口變?yōu)榈碗娖剑砻髡趯慡D卡，當(dāng)輸出口變?yōu)楦唠娖綍r(shí)表明寫操作完成[7]。SD卡的讀操作與寫操作的不同之處在于首先向SD卡發(fā)送的讀數(shù)據(jù)塊的命令字為CMD17。

圖4 SD卡發(fā)送/接收過程

4.3 IIC通訊的實(shí)現(xiàn)

由于TMS320F28335本身不具有IIC的模塊，因此，需要通過GPIO口來模擬IIC接口的時(shí)序，通過設(shè)置兩個(gè)GPIO口作為IIC接口與PCF8591模塊完成通訊。DSP可以讀取數(shù)據(jù)，然后使用定時(shí)器的周期中斷，每隔1 s將信息發(fā)送到上位機(jī)。

4.4 預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)模型建立

4.4.1 樣本數(shù)據(jù)處理

進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，需對(duì)輸入、輸出值進(jìn)行歸一化處理，常用變換式(3)將輸入、輸出數(shù)值變換為[0,1]區(qū)間的值。

(3)

式中,xi代表輸入或輸出數(shù)據(jù)；xmax代表數(shù)據(jù)變化范圍的最大值；xmin代表數(shù)據(jù)變化范圍的最小值。

4.4.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由疊加的受限玻爾茲曼機(jī)( restricted boltzmann machine，RBM)和BP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。訓(xùn)練過程可以分為兩步，首先，使用無監(jiān)督學(xué)習(xí)方法訓(xùn)練每一層RBM，且每個(gè)RBM的輸入為上一個(gè)RBM的輸出，即每一層RBM都要單獨(dú)訓(xùn)練，確保特征向量映射到不同的特征空間時(shí)，盡可能多的保留特征信息；第二，使用最后一層的BP網(wǎng)絡(luò)接收最后一個(gè)RBM的輸出，用有監(jiān)督的方式訓(xùn)練整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)其進(jìn)行微調(diào)[8]。

圖5 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

在網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過程中，底層網(wǎng)絡(luò)接收電壓占空比、時(shí)間、電流、電壓等的原始數(shù)據(jù)，每層提取數(shù)據(jù)的特征，并作為下一層的輸入，在上層網(wǎng)絡(luò)形成更易分類的特征向量。一般采用3個(gè)RBM就可以保證足夠的精度，每個(gè)RBM由一個(gè)可見層和一個(gè)隱含層組成[9]?？梢晫优c隱含層間使用雙向全連接，學(xué)習(xí)規(guī)則采用matlab中全退火算法。

4.4.3 算法與流程

此網(wǎng)絡(luò)模型無需預(yù)先給定公式，而是以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，經(jīng)過無監(jiān)督自學(xué)習(xí)方式獲得一個(gè)反映實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)內(nèi)在的規(guī)律，從而建立數(shù)學(xué)模型，因而特別適合于研究材料科學(xué)中復(fù)雜的非線性問題。以下是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，流程參見圖6，主要工作步驟如下：

(1)輸入、輸出向量樣本集的設(shè)計(jì)。輸入向量進(jìn)行歸一化處理，根據(jù)不同參數(shù)的微弧氧化過程的理論分析和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，可以確定微弧氧化后材料滲層厚度。

(2)構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，用學(xué)習(xí)樣本對(duì)其進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，確定其結(jié)構(gòu)參數(shù)。

(3)以待測(cè)數(shù)據(jù)樣本作為測(cè)試樣本，輸入到已訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試，輸出待測(cè)材料的滲層厚度。

圖6 網(wǎng)絡(luò)工作流程

4.5 人機(jī)交互的設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用SCI接口實(shí)現(xiàn)DSP與上位機(jī)通信。SCI提供通用異步接收/發(fā)送(UART)通信模式，UART通信模式只需要兩根信號(hào)線就可以和使用RS232的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備相連[10]。應(yīng)用MAX3232的接收端和發(fā)送端與TMS320F28335的SCITXDA和SCIRXDA引腳相連接,再與上位機(jī)通訊。其中TMS320F28335中的SCI通信具備中斷和查詢兩種基本的方式，本設(shè)計(jì)采用中斷的方式。DSP的SCI模塊初始化時(shí)首先在初始化程序里面設(shè)置GPIO相應(yīng)的SCI口，再選擇時(shí)鐘模式，然后進(jìn)行波特率的編寫，最后需要使能內(nèi)部的時(shí)鐘。在PC機(jī)上的編程實(shí)現(xiàn)用到了Windows提供的API來實(shí)現(xiàn)對(duì)串口的操作。設(shè)置上位機(jī)的通訊波特率、數(shù)據(jù)格式與DSP設(shè)置的一致就可以實(shí)現(xiàn)與DSP的通訊。

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

對(duì)整個(gè)微弧氧化系統(tǒng)進(jìn)行直流和脈沖操作測(cè)得到的波形如圖7，其中圖7(a)為恒壓模式微弧氧化時(shí)測(cè)得的負(fù)載兩端電壓，其電壓為500 V，圖7(b)為在主變壓器輸出不整流產(chǎn)生的脈沖電壓在微弧氧化過程測(cè)得的電壓，其頻率為20 kHz幅值電壓為450 V。從圖中可以發(fā)現(xiàn)無論是直流還是脈沖此電源的輸出電壓都很穩(wěn)定，頻率可以在0～20 kHz連續(xù)可調(diào)，符合對(duì)微弧氧化電源高精度要求。

圖7 測(cè)得負(fù)載兩端的直流和脈沖電壓

采用12組單元素分析微弧氧化數(shù)據(jù)(包括3組不同電壓、3組不同電流、3組不同氧化時(shí)間、3組不同溫度，電解液都為15 g/L的Na2Sio3溶液)對(duì)深度信念神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。表1為對(duì)訓(xùn)練好了的網(wǎng)絡(luò)模型用直流下3組不同電壓(電流0.4 A，氧化時(shí)間都為20 min，溫度控制在40℃以下，電解液15 g/L的Na2Sio3溶液)微弧氧化數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)果可以看出其預(yù)測(cè)偏差在10%左右，通過增加預(yù)訓(xùn)練試樣的數(shù)量可以進(jìn)一步提高預(yù)測(cè)精度。

表1 不同電壓下膜層厚度

6 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了一種微弧氧化智能控制系統(tǒng)，其具有實(shí)時(shí)性好、操作方便、擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)。此系統(tǒng)可以將運(yùn)行過程中的參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，在下次運(yùn)行時(shí)可以選擇直接調(diào)用前面選用的參數(shù)，簡(jiǎn)化微弧氧化的操作。利用深度信念網(wǎng)絡(luò)所建立的模型能夠通過電源參數(shù)來預(yù)測(cè)微弧氧化后的滲層厚度，可以有效的節(jié)約試驗(yàn)成本和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)工藝?？梢詫?duì)故障數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)在事故沒出現(xiàn)之前就對(duì)其進(jìn)行處理，弱化事故出現(xiàn)環(huán)境。對(duì)系統(tǒng)的升級(jí)和擴(kuò)展只需要軟件算法的升級(jí)，對(duì)后續(xù)系統(tǒng)的升級(jí)非常方便。

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Design of Intelligent Control System of Micro-arc Oxidation

Yi Hong, Kong Fanyou, Qin Lin, Ma Hua

(School of Materials Science and Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China)

In order to solve the micro-arc oxidation system problem, such as: digitization is low and the operation is not convenient enough，a control system scheme of artificial intelligence in micro-arc oxidation power supply based on DSP is proposed. Micro-arc oxidation system, the hardware of the power supply and software of the power supply is designed at the same time. Power output is stable and real-time have been improved by the use of software PID and hardware PID adjustment. In addition, the belief network model is used to predict the film thickness after micro-arc oxidation，at the same time through the storage of operational data effectively improve the system's human-computer interaction. Practical application shows that the system is easy to operate, excellent process adaptability, scalability excellent and real-time outstanding meet the design requirements.

DSP; belief network; real time monitoring; micro-arc oxidation

2016-11-07；

2016-11-17。

山西省留學(xué)回國(guó)人員科研經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目(2013-030)。

易 宏(1992-)，男，江西宜春人，碩士，碩士研究生，主要從事新能源電源方向的研究。

秦 林(1974-)，男，四川樂至人，博士，副教授，主要從事新能源、雙輝等離子方向的研究。

1671-4598(2017)03-0088-05

10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.03.025

TP273

A