本文来源于对埋弧焊焊缝对中装置的设计。由于目前焊接过程中，机械装置如导轨装置及传动误差等原因会造成较大的对中误差，且焊接数学模型中具有很大的非线性和不确定性因素，使得采用传统的控制方法难于实现精确的焊缝跟踪。随着智能控制技术和传感器技术的迅猛发展，为焊缝自动跟踪技术的研究提供了充裕的基础。课题采用了CCD传感器实时采集焊缝图像，利用模糊控制技术以提高该埋弧焊焊缝对中装置的控制精度和稳定性。 本文首先介绍了埋弧焊焊缝跟踪系统的发展历程以及国内外对于焊接跟踪技术研究的现状。论文的主要内容包括了对埋弧焊对中装置的硬件设计，软件编写及协同调试。 在硬件设计上，本文以工控机为核心，以步进电机及其驱动器为执行机构，以CCD传感器为主要部件建立了埋弧焊焊缝对中装置。通过该装置配合用Delphi自主开发的控制软件最终实现对焊缝的跟踪。 本文研究了经典PID控制和模糊控制相结合的方法，将模糊自整定PID参数算法应用在埋弧焊焊接工艺中，通过CCD传感器采集到的焊缝，在焊接过程中判断焊枪和工艺所要求的焊缝位置的偏移量，输入到模糊控制器当中，由模糊控制器实时对比例增益系数KP、积分增益系数KI、微分增益系数KD进行整定，经过输出处理，再将控制信号方波脉冲频率值发送给执行机构来改变焊枪位置，实现焊缝的对中。 仿真和实验结果表明，本文基于模糊自整定PID算法设计的控制器，并利用了多线程技术进行实时的焊缝图像采集和控制步进电动机的运行过程，超调量小于5％。在频率为60Hz、幅值为0.5v的方波信号跟踪实验中，电动机的实际输出位移与目标控制位移之间的误差小于0.5mm。由此可知，该模糊数字PID控制系统最终实现了PID控制参数的智能化自动整定，并利用整定后的控制参数控制步进电动机的运行过程，使电动机系统能获得较高的响应速度、稳定的控制精度和良好的控制效果。