基于DSP的超聲波電源研究.pdf

1、目前，超聲加工技術(shù)的應(yīng)用范圍被不斷拓寬，對(duì)于超聲波電源的性能要求在不斷提高。因此，超聲波電源的研究工作受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者密切關(guān)注?，F(xiàn)有的超聲波電源輸出諧振頻率段固定，搭載換能器單一；超聲波電源與換能器的匹配網(wǎng)絡(luò)在換能器運(yùn)行過程中無法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)匹配；超聲波電源在輸出功率穩(wěn)定性方面具有一定缺陷，導(dǎo)致超聲振動(dòng)系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)恒振幅輸出。為此，本文以這三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題為研究對(duì)象，構(gòu)建基于DSP的新型超聲波電源，主要研究工作如下：
　　首先，本文闡述

2、超聲波電源的發(fā)展歷程及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析超聲波電源關(guān)鍵技術(shù)問題研究進(jìn)展。采用超聲波換能器的梅森等效電路模型，分析換能器的阻抗特性變化情況，建立匹配網(wǎng)絡(luò)的等效電路模型，利用數(shù)字式電感構(gòu)成匹配網(wǎng)絡(luò)解決電源動(dòng)態(tài)匹配問題，為超聲波電源的研究工作奠定基礎(chǔ)。
　　其次，依據(jù)對(duì)換能器及匹配網(wǎng)絡(luò)的分析，確立超聲波電源總體方案。提出基于數(shù)字鎖相式頻率跟蹤技術(shù)與變步長(zhǎng)搜索電流極值方式相結(jié)合的復(fù)合頻率跟蹤策略，實(shí)現(xiàn)多諧振頻帶鎖頻；采用移相脈寬調(diào)制技術(shù)

3、(PS-PWM)實(shí)現(xiàn)電源輸出功率無級(jí)調(diào)節(jié)，提高超聲系統(tǒng)輸出振幅的穩(wěn)定性。
　　最后，完成超聲波電源的硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在硬件系統(tǒng)方面，采用不控整流方式實(shí)現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換，以橋式逆變電路構(gòu)成電源系統(tǒng)的主功率電路完成直交流轉(zhuǎn)換，利用數(shù)字式匹配電感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電聲轉(zhuǎn)換，設(shè)計(jì)合理的信息反饋回路，構(gòu)建基于DSP的控制系統(tǒng)硬件電路。在軟件系統(tǒng)方面，依據(jù)控制策略的算法要求結(jié)合硬件系統(tǒng)，完成電源的主程序及各個(gè)控制模塊程序的設(shè)計(jì)。利用軟件仿真與硬件調(diào)