基于ＰＭＡＣ的全閉環控制在超聲檢測中的應用

徐志農，王力求，張　揚，楊辰龍
浙江大學機械系，浙江杭州

摘　　　要：對復雜形狀的曲面進行超聲檢測時，傳統的半閉環控制無法消除傳動環節的誤差，因此難以檢測到材料中１�保玻恚硪韵碌娜毕荨�為改善系統并提高精度，可以在負載上增加光電編碼器形成全閉環控制系統。通過光電編碼器將負載運動的實際位置反饋給控制卡，由控制卡實現傳動誤差的實時補償，提高運動精度。為驗證該方法的有效性，對全閉環系統進行建模并且用Ｍａｔｌａｂ求出了系統的動態響應曲線，分析表明全閉環控制能夠減少傳動環節的延時和誤差。實際應用中，對同一個飛機螺旋槳葉片分別采用半閉環和全閉環系統進行檢測，結果表明，全閉環控制可使系統的位置誤差由１５�保矗肠蹋頊p少到９�保担宝蹋恚瑱z測飛機螺旋槳葉片時的缺陷誤判幾率由８�保常ソ禐椋唱保玻ァ�

關　鍵　詞：Ｃ掃描；半閉環控制；全閉環控制；交流伺服系統

１　引　言
近年來，隨著航空航天、船舶制造等技術的高速發展，對復雜形狀的大型構件質量要求越來越高，需要通過超聲檢測來保證質量。檢測復雜形狀、變厚度的構件時，超聲探頭與構件型面是否垂直，直接影響著超聲檢測的效果［１�玻玻荨�對于簡單曲面的超聲檢測，用傳統的開環控制系統或者控制卡與伺服電機組成的半閉環控制系統，就能滿足超聲探頭與零件表面垂直的要求。而這種控制應用到復雜曲面時，由于構件上存在一些曲率變化較大的點，在這些點處超聲波入射方向有微小的誤差就會導致探頭不能接收回波而誤判存在缺陷，影響檢測結果的準確性。為克服上述問題，提高探頭的對正精度，本文提出了全閉環的控制方法，即在末端的負載上增加編碼器，將負載的位置信息反饋給控制卡，形成雙反饋的全閉環控制系統，并對整個系統的原理、動態特性以及實現方法進行分析，通過實驗驗證該方法的有效性。

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