焊接傳感器提供了量化的信息之后，如何利用這些信息控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從而得到穩(wěn)定而理想的焊接質(zhì)量是控制方法要解決的問(wèn)題。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，控制技術(shù)也得到了很快的發(fā)展。在現(xiàn)代焊接生產(chǎn)過(guò)程中已經(jīng)廣泛應(yīng)用及將要應(yīng)用的控制方法主要有：
1、直接糾偏法
在工程中我們應(yīng)用最普遍的方法是直接糾偏法，即得到偏差值后直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)施糾正偏差的動(dòng)作。僅采用PI調(diào)節(jié)會(huì)降低系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性，因而引進(jìn)了PID控制方法。
這些控制方法的實(shí)質(zhì)是從被控對(duì)象檢測(cè)出狀態(tài)變量，以此檢測(cè)值和期望值比較，得出偏差量，輸送到特別設(shè)計(jì)的控制器中，按照已建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)算，得出控制量，輸送到焊接過(guò)程調(diào)節(jié)相應(yīng)的參數(shù)，獲得焊接結(jié)果，使檢測(cè)值和期望值更為接近，如此循環(huán)動(dòng)作，使偏差量趨向于零，保證在允許的偏差范圍之內(nèi)。
在焊縫跟蹤系統(tǒng)中，根據(jù)求得的焊縫中心與焊炬在圖像中的位置，可以方便地求出焊炬偏離焊縫中心線(xiàn)的偏差信號(hào)和方向信號(hào)。左偏時(shí)，比例糾正電機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)焊炬右移，靠近中心線(xiàn)；反之，電機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)焊炬左移，靠近中心線(xiàn)。
2、智能控制的方法
隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及信息技術(shù)迅速地引入焊接領(lǐng)域，各種智能控制方法也逐步應(yīng)用到焊接領(lǐng)域中來(lái)。所謂現(xiàn)代智能控制就是主要利用人的操作經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和推理規(guī)則，同時(shí)利用控制系統(tǒng)所提供的某些信息得出相應(yīng)的控制動(dòng)作，以達(dá)到預(yù)期控制目的的一種控制方法。在焊縫跟蹤系統(tǒng)，曾經(jīng)研究并應(yīng)用了很多的智能控制方法主要有以下幾種。
1）模糊控制
模糊控制是吸收了人的思維具有模糊性的特點(diǎn)，使用模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)、模糊關(guān)系、模糊推理和決策等工具，得出控制動(dòng)作。模糊控制最突出的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需建立控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，其控制決策表和控制規(guī)則是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)先總結(jié)出來(lái)的。根據(jù)控制規(guī)則，誤差及誤差變換率的模糊子集產(chǎn)生控制決策表，通過(guò)決策表的直接查詢(xún)，可得到每一時(shí)刻應(yīng)施于控制系統(tǒng)的控制動(dòng)作，從而達(dá)到實(shí)時(shí)控制的目的。
2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是在研究人腦結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)上，通過(guò)簡(jiǎn)化、抽象和模擬，建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，再通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)反映人腦結(jié)構(gòu)和功能來(lái)處理問(wèn)題的過(guò)程控制。目前應(yīng)用最廣、其基本思想最直觀的是誤差逆?zhèn)鞑ド窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)及BP 網(wǎng)絡(luò)，BP網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是進(jìn)行誤差逆?zhèn)鞑ィ锤鶕?jù)網(wǎng)絡(luò)的希望輸出與網(wǎng)絡(luò)實(shí)際輸出之差的誤差信號(hào)，由輸出層經(jīng)中間層向輸入層逐層修正連接權(quán)及各單元的輸出閾值。BP算法意在求誤差函數(shù)的極小值，通過(guò)樣本的反復(fù)訓(xùn)練并朝減少偏差的方向修改權(quán)值，直至達(dá)到滿(mǎn)意的精度為止。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)控制技術(shù)應(yīng)用在弧焊機(jī)器人的焊縫跟蹤控制技術(shù)中，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在笛卡爾空間軌跡的補(bǔ)償作用，確定出基于笛卡爾空間參考軌跡控制，機(jī)器人焊縫跟蹤系統(tǒng)采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，具有良好的控制特性和較強(qiáng)的魯棒性。另外神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)還應(yīng)用于視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)的焊縫類(lèi)型自動(dòng)識(shí)別，提取出預(yù)處理后焊縫結(jié)構(gòu)光圖像的特征參數(shù)，送入ART2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)器進(jìn)行辨識(shí)，判別出焊縫類(lèi)型。應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)識(shí)別焊縫類(lèi)型，迅速、穩(wěn)定且可靠性高，是焊縫類(lèi)型自動(dòng)識(shí)別的理想方法。
3、專(zhuān)家系統(tǒng)控制
專(zhuān)家系統(tǒng)控制也是智能控制方法的一種，這種控制方法采用被控對(duì)象領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，采用人工智能專(zhuān)家系統(tǒng)的知識(shí)表示及推理技術(shù)，得出控制動(dòng)作，從而達(dá)到控制的目的。但是在焊縫跟蹤系統(tǒng)中，專(zhuān)家系統(tǒng)控制方法還只是研究階段，但在焊接其他領(lǐng)域已經(jīng)有了逐步的應(yīng)用。隨著對(duì)專(zhuān)家系統(tǒng)研究的不斷深入，相信在不久的將來(lái)，在焊縫跟蹤系統(tǒng)中也將應(yīng)用到這種先進(jìn)的控制技術(shù)。
