一、智能化大功率超声电源的研制（论文文献综述）
魏洪达[1]（2021）在《宽频自适应大功率机械加工超声波电源研制》文中进行了进一步梳理随着科技快速发展,越来越多的先进设备和系统正在被研发,前沿的先进设备在性能等方面要求很高,随之对所需要材料的要求也提高,现在很多的新型的硬脆材料正被广泛的应用在国民生活的各个领域,通过研究和现场加工发现很多硬脆材料虽然具有很多独特优异的性能,但是加工难度非常大,传统的加工方法在加工质量和加工速度上已经不能满足人们的要求,目前发现超声振动辅助加工技术可以实现对硬脆材料高精度高效的加工,并且在超声振动辅助加工技术中超声波电源发挥着非常重要的作用,直接影响材料加工的质量,因此本文特研制出一套宽频自适应大功率机械加工超声波电源。本文首先介绍了宽频自适应大功率机械加工超声波电源的意义、背景及国内外研究现状;并与市场上只能匹配固定换能器的传统超声波电源进行比较,提出可以对谐振频率为15k Hz-40k Hz的任意换能器进行匹配;对整流调压电路、高频逆变电路、阻抗匹配电路和电压电流采样电路的硬件参数进行计算分析和器件选取;根据典型机械加工换能器的阻抗和谐振频率,确定本文的宽频自适应大功率机械加工超声波电源装置的输出频率为15k Hz-40k Hz,最大输出功率为2k W。本文利用Matlab/Simulink软件对装置整体电路拓扑和控制系统进行仿真验证,仿真结果验证了本文设计的宽频自适应大功率机械加工超声波电源系统的正确性和可行性,仿真研究发现恒功率模式下,设定功率后,通过PI调节,电源很快达到设定功率,并且稳定输出;设计了粗精结合变步长的频率跟踪算法,实现了谐振频率跟踪速度更快精度更高,实时保证换能器处于谐振状态。本套装置的硬件开发以单相BUCK调压电路和全桥逆变拓扑作为主电路的核心,中央主控单元通过控制BUCK调压电路驱动信号的占空比,进行输出功率调节;通过控制逆变电路驱动信号的频率,来调整高频逆变电路输出的电压频率,使换能器工作在谐振的状态。最后基于上述硬件平台,本文开发了对超声波电源工作和换能器谐振实时监控的应用软件平台,可实现基本参数设置、故障判断、实时显示输出功率和频率、历史数据存储等功能。并在实验室和工厂完成系统性能测试,试验结果满足现场机械加工要求,各项功能均达到了本文的设计目标。
邓财江[2]（2020）在《基于STM32控制的超声电源系统研究》文中研究说明随着电力电力技术的发展,超声技术在各个领域得到了广泛的应用,而超声电源能够为各种超声设备提供能量,因此需求也更加急切。本文在传统超声电源的基础上结合数字化技术,实现一种数字化控制的高性能超声电源。本文的主要研究内容如下:（1）分析了超声换能器的负载匹配特性,分析对比了串联和并联两种匹配方式下的匹配参数的区别,确定了采用串联匹配的方式,并利用MATLAB软件对该种匹配方式下系统耦合振荡进行分析。针对静态匹配方式存在的缺陷,提出匹配电感动态调节和频率跟踪两种动态匹配方式,对比分析后选用频率跟踪方案作为超声电源的动态匹配方式。（2）通过对比分析确定了超声电源的整流方案设计和逆变方案设计,在功率控制方面,对比了几种常见的调功方式,采用了 PS-PWM调功技术作为本文的功率控制方法,并结合软开关技术来降低器件损耗,实现了功率的连续调节。（3）介绍了带延时补偿环节的锁相环结构和数学模型,分析了两种锁相环的实现方式:模拟锁相环和数字锁相环,并最终确定了变步长数字锁相环的控制策略。（4）根据超声电源结构,对系统的硬件电路,包括采样电路,驱动电路,死区电路,鉴相电路和电流有效值检测电路等进行了设计,然后对系统的软件程序也进行了设计,包括谐振频率搜索程序和频率跟踪程序。最后,在MATLAB中对超声电源系统的频率跟踪和功率调节控制策略搭建了仿真模型,仿真结果表明本设计能够很好地实现频率跟踪和系统输出功率的调节。随后利用STM32芯片搭建实验平台,实验结果表明系统频率跟踪效果良好,也验证了本文采用的变步长控制略的正确性与可行性。
张艺鑫[3]（2020）在《基于35K换能器的超声发生器匹配模块研究》文中指出随着工业的进步,科技的发展,加工技术朝着精密甚至是超精密方向发展,加工精度朝着微米、纳米方向发展。提到精密、超精密加工,不可忽视的一门加工技术就是超声加工。而超声发生器作为超声加工系统中的产生源,如何实现与超声换能器的良好阻抗匹配一直是超声发生器研究的重中之重。同时,匹配效果的好坏会直接关系到整个超声加工系统的加工效率和质量,反之也会导致发生器甚至整个加工系统的损坏,增加加工成本。因此,本课题主要针对大功率超声发生器的匹配模块进行电路分析、仿真验证。本课题开展的主要工作:（1）介绍了超声加工技术的出现、发展,且随着加工技术的进步逐渐成为特种加工中重要的一门技术。以超声发生器为切入点介绍了发生器的国内外发展历程和研究现状和以后的发展趋势,提出了发生器在匹配过程中会遇到的问题。（2）介绍了超声振动系统中的核心部分,主要包括超声换能器和变幅杆,并对其分别进行了功能介绍和选型分析。（3）分析了大功率超声发生器的整个主体框架,并对其内部各主要工作模块进行了详细的介绍。在了解各模块的工作原理后,对各模块的工作电路进行了设计,包括了整个电路中元器件的选型以及关键技术的选择,对后续匹配模块的研究起到了铺垫帮助。（4）根据电学知识中换能器的等效电路模型及其工作特性,对换能器进行了深入的研究,了解到发生器与换能器在静态匹配时会出现无法匹配的问题。据此,介绍了匹配电路在超声发生器中主要起到的作用和目前常见的几种匹配形式,并在其中的LC匹配电路基础上根据本课题研究的需要,对各元器件之间的组合进行了相应的改进,设计出了LCC匹配电路。（5）利用Multisim14.0和Proteus 8电路仿真软件对前期分析设计的超声发生器中各主要工作模块进行了仿真验证,从而验证各元器件的选型和理论计算是否可行。将LCC匹配电路与换能器电学等效电路进行连接后使用软件进行仿真,从而验证该匹配电路是否可行。对仿真之后得出的阻抗特性曲线进行深入的分析,检验该匹配电路的工作效率。
何祥磊[4]（2020）在《超声振动辅助磨削电源设计与谐振频率自动识别研究》文中认为随着航空、电子、光学及通信工业的新技术迅猛发展,硬脆材料、难加工材料的需求日益增多,对关键零件的加工效率、加工质量和加工精度提出了更高的要求。如何提高关键零件的加工效率、加工质量和加工精度是加工领域亟需解决的难题。超声振动辅助磨削是将超声加工与磨削加工相结合的一种复合加工方法,相比于传统磨削,在加工效率、加工质量和加工精度上有很大优势。超声振动的稳定性是影响超声振动辅助加工质量的关键因素之一。超声电源的作用是产生稳定的用于激励压电换能器振动的超声信号,因此超声电源的性能直接决定了超声振动辅助磨削加工的加工质量。在超声振动辅助磨削加工中,超声电源需要对更换刀具后的超声刀柄的谐振频率进行自动识别并能稳定输出与之对应的频率;另外还需超声电源具有功率调节功能以适应不同的加工材料。为此,本文开展了以下研究工作:（1）根据超声电源的设计指标,确定了超声电源的总体方案,通过整流电路、调压电路和逆变电路,确定了超声电源的主电路拓扑结构,采用单相桥式不控整流电路、直流降压斩波电路和IGBT构成的半桥逆变电路构成了超声电源的主电路。计算选取了主电路关键元件的参数,在Multisim仿真软件上,就关键元件的参数对电路输出电压波形的影响进行了仿真,在仿真结果的基础上对元件参数进行了优化。（2）对超声刀柄压电换能器的等效电路模型的阻抗特做了详细分析,选择压电换能器的串联谐振频率作为超声电源要识别的谐振频率;对比了串联电感匹配和并联电感匹配两种匹配模式下的压电换能器的阻抗特性,确定了压电换能器的调谐匹配方式;根据压电换能器的等效阻抗和超声电源的等效内阻完成了压电换能器的阻抗匹配,用面积乘积法确定了高频变压的参数和型号。（3）通过电流电压采样电路、信号处理电路、电流有效值检测电路和相位差检测电路确定了超声电源的反馈控制电路的拓扑结构,就选取的器件在Multisim仿真软件上进行仿真,将仿真结果与理论计算进行了对比;对超声电源控制系统的控制思想和软件流程进行详细说明,并对超声电源的谐振频率自动识别和功率控制程序做了编写。（4）根据设计的电路图制作了超声电源样机并对超声电源样机开展了超声电源谐振频率自动识别性能测试。通过与阻抗分析仪的对比测试和超声电源样机的重复测试验证了超声电源谐振频率自动识别的稳定性,通过刀具端面振幅验证试验验证了超声电源频率谐振自动识别的精确性。
丁云晋[5]（2020）在《基于DSP的新型超声波电源研究》文中指出随着电子技术的不断进步,超声波电源技术也随之得到迅速的发展,并广泛应用于工业生产之中。为了获得更高的产品品质,现代化工业对超声波电源提出了更高的要求,尤其在工作效率与智能化方面。针对传统超声波电源频率跟踪精度低、响应慢以及在功率调节能力方面较差的问题,本课题设计了以DSP为控制核心的新型超声波电源。本文首先分析了压电换能器的工作原理,依据电学特性构建了等效电路,通过阻抗分析给出了换能器谐振状态下的工作特性,为频率跟踪方案提供了理论依据。本文选择换能器串联谐振频率作为系统工作频率,通过对比不同电路的匹配效果,确定LC匹配作为系统匹配电路。其次,确立了超声波电源的总体方案,采用AC-DC-AC方式作为主电路拓扑结构。在频率跟踪方面,采用最大电流值法与数字锁相技术相结合的频率跟踪策略,通过最大电流值法完成对谐振频率的搜索,利用数字锁相环对搜索到的谐振频率进行锁相,实现频率自动搜索跟踪。在功率调节方面,采用直流侧Buck电路作为调功方案,并设计恒压双闭环调功率策略,结合积分分离PID控制算法,实现功率调节,增强了系统的恒振幅输出能力。最后根据总体方案完成了超声波电源的软硬件设计,硬件设计包括:整流滤波电路、Buck电路、逆变电路、反馈电路与控制系统部分外围电路;软件设计包括:主程序、A/D转换程序、频率跟踪程序、功率调节程序等。通过软件仿真与硬件调试相结合的方式,验证所设计的硬件电路与控制方案的可行性与合理性。实验结果表明,所设计的超声波电源系统满足频率跟踪与功率调节需求。
梁超[6]（2020）在《基于FPGA的双路超声波电源设计与实现》文中研究指明超声波电源是用于驱动超声换能器产生超声波的电源装置。近年来,随着超声波的应用领域越来越广泛,对电源装置的功能以及性能也提出了一些新的需求。本文旨在针对超声波电源新型功能需求,设计并实现一款能够应用在不同工作环境下的双路超声波电源,主要工作如下。首先,以控制二维超声振动轨迹为出发点,分析了换能器的驱动原理、换能器输出振动模型、振幅调节方式、二维超声相位控制等问题。同时为保证二维超声中两换能器工作状态一致,设计了二维同步跟频方法。其次,分别对电源的整流滤波电路、逆变电路、驱动电路、换能器匹配电路以及主控电路、采样反馈电路等电路进行了详细设计,给出了模块电路原理图,完成电路中主要芯片与器件的选型,并进行焊接调试。之后进行电源中FPGA控制器的功能开发。包括对全桥逆变驱动波形发生器模块,数字鉴相器模块,数据采样模块,通讯模块等数字电路进行设计与仿真。设计过程不仅考虑了功能的实现,同时也考虑了电路时序的优化设计,保证FPGA内部电路运行时的稳定性。通过内部逻辑资源搭建了NIOS软核,从而采用软件编程的方式实现了一些复杂的控制逻辑。针对对电源工作性能起决定性作用的振幅调节稳定性问题,设计了用于快速恒定换能器电流的PID算法,通过simulink仿真进行参数整定,使其适用于本系统。最后通过搭建测试环境对电源进行整体测试,验证电源功能的设计实现情况。本文将FPGA控制器的并行性优势充分应用到了双路超声电源的驱动控制中,解决了二维超声中频率同步调节与工作状态一致性的问题,使产品拥有良好的性能表现,对于多路超声电源的推广应用具有重要意义。
孔立阳[7]（2019）在《超声电源能量传输理论模型研究》文中进行了进一步梳理超声辅助切削因其切削力小、加工精度高等优点被应用于蜂窝复合材料结构件的加工中。然而,我国对超声加工技术在理论研究和技术应用方面的探索尚不全面。超声电源作为加工系统的能量来源,对加工稳定性和切削效率有着至关重要的作用。本文主要对其能量传输理论模型进行研究。通过分析超声振动系统与超声电源和外界负载间,关于静电容、动态电阻和谐振频率等声学参数的关系,分别建立并验证电-声调节模型和力-声影响模型,整合两个模型,生成能量传输模型,指导超声电源对声学参数进行调节,提高超声加工的稳定性和效率。主要研究工作与成果如下:1、将超声加工能量传输系统分为超声电源和超声振动系统两部分,简介了两部分各自的结构组成和重要特点。提出了超声加工能量传输系统的表征方式:超声振动系统部分体现在刀具振幅的大小和关键部位的温升情况;超声电源部分体现在相位差、频率和阻抗等参数的变化上。介绍了射频领域中“驻波”的概念,用正向功率和反射功率的比值来体现能量利用率高低。2、将超声振动系统作为一个整体,建立等效电路图,分析其阻抗特性和谐振特性。以声学参数间的关系建立导纳圆图,确定了与超声电源调节和外界力负载相关的声学参数为谐振频率、静电容和动态电阻。通过实验研究了超声电源内匹配元件对超声振动系统声学参数的影响关系,确定匹配的方式。根据功率的分配与极小值原理,得到匹配元件的计算模型。最后,建立超声电源与超声振动系统声学参数间的电-声调节模型,并验证其正确性和适用性。3、建立超声加工切削力模型,将其等效为三向分力进行研究。利用推拉力计模拟切削力负载,在不同力负载下对超声振动系统进行阻抗分析。利用spss数理统计软件对阻抗数据进行处理并作拟合曲线,得到力负载与谐振频率、动态电阻和静电容之间的力-声影响模型,实验验证其正确性和适用性。4、将电-声调节模型和力-声影响模型进行整合,建立起完整的能量传输模型,指导超声电源根据不同加工情况进行调节,快速有效地获得较高的加工质量和能量利用效率。并以驻波比为指标,对能量传输理论模型的有效性进行检测,结果证明能量传输模型正确可行。
金家欣[8]（2019）在《基于FPGA的超声电源振幅控制系统设计与实现》文中提出功率超声的应用在国民经济生产中占有重要地位,在某些要求较高的加工中,精确的振幅控制决定了加工效率和效果。传统的功率超声控制方案存在非线性、灵活性差、结构复杂等问题。本文旨在对通过对功率超声控制方式和反馈电路的设计,实时计算并闭环控制能反映振幅的动态支路电流,实现了一种恒振幅控制方案。本文主要研究内容包括:1.根据功率超声电源的相关应用背景和技术发展情况,确立了反谐振点工作频点以及相位法的频率跟踪方案。在此基础上,分析了压电换能器的物理模型,得出了以动态支路电流为闭环控制对象的振幅控制方案。该方案简化了匹配电路和振幅测量装置的设计。2.设计并仿真了功率驱动和检测回路的硬件电路。驱动电路包含逆变电路,滤波电路和变压电路,产生适合于驱动压电换能器的功率信号。在检测回路中,通过双路AD采样反馈换能器电压和电流的幅值,通过鉴相电路反馈换能器电压的相位。3.设计了基于FPGA的鉴相信号和产生PWM波的高精度接口逻辑。鉴相接口逻辑将以电平形式反馈的鉴相信号转化为时间数据,用于体现相位差。PWM生成逻辑负责将控制字转化为两路高精度对称PWM波,用于控制逆变电路。二者的转换精度直接决定了电源的控制精度上限。4.设计了基于FPGA的频率和占空比双闭环控制逻辑。频率闭环方面,根据电流电压的鉴相结果,运用P控制对工作频率进行闭环。振幅闭环方面,对电流电压幅值的高速采样结果进行运算,实时推算能够反映振幅的换能器动态电流,并通过P控制对占空比其进行闭环。通过实验,对电源的工作性能进行了测试。实验结果表明电源频率跟踪性能良好,在不同工况下都能够跟踪至反谐振频率。空载情况下换能器振幅与动态支路电流保持了良好的线性关系,电源在负载变化情况下的能够稳定地输出振幅,经过仪器测量,加负载后最大振幅控制误差为6.2%。该研究成果为功率超声电源的恒振幅设计提供了一种解决方案。
杨强[9]（2018）在《智能超声电源研制》文中进行了进一步梳理将功率超声加入传统加工方式当中,能够显着提高加工效率和改善材料加工的质量。但在实际超声加工过程中,超声波电源负载变幅杆会受到高温、各向负载力的影响,超声加工系统的谐振频率会因此产生大幅度漂移。为保持超声加工系统工作时处于谐振状态,需要超声电源输出信号频率与压电换能器的串联谐振频率相同,同时对换能器及时匹配,增大压电换能器的机电耦合系数,这要求超声波电源必须具备一定程度的自动化程度。但现有的超声波电源大多存在频率跟踪困难、电路匹配不及时以及输出功率不能调整的等问题。特别地,目前对于换能器在不同温度或者负载力下的研究还是不够深入,无法为超声电源的设计提供一定的借鉴和指导性的作用。为了解决上述问题,本文进行了以下几个方面的研究工作:a.基于Mason等效电路理论和声弹性理论,建立了轴向负载力与压电换能器谐振频率之间的数学模型,验证了实验中轴向负载力与换能器频率的关系。探究了不同负载力下压电换能器电压、电流随输入电信号频率的变化情况,归纳电压、电流相位差随输出频率上升或轴向负载力增大的变化规律。b.研究了不同温度对于压电换能器电学特性的影响,并对实验结论进行了理论分析,结合轴向压力对压电换能器电学特性的影响,为后续实现超声电源的频率跟踪功能提供理论基础。c.针对旋转超声变压器非接触式能量传输的传统理论模型,考虑旋转变压器主副边线圈中存在的分布电容,通过数学公式推导,形成更加完善的数学模型。该数学模型使补偿元件数值和能量传输效率的理论值更加的精确。d.利用模块化的方式设计研制智能超声波电源,将其硬件分成五大模块,方便在不同的应用场景中实现差异性的功能。e.基于对压电换能器在不同轴向负载力和温度的实验研究结论以及理论分析,提出超声电源全程频率搜索和软件锁相环分步实现谐振频率搜索跟踪的方式,进一步设计了相应的实现程序,并通过实验进行了论证。f.基于MFC类库,设计了智能超声电源的人机交互界面,实现了对整个超声加工系统的运行状况监测,可以实时调整输出电信号和匹配电路。
郑伟帅[10]（2018）在《基于STM32的频率自动跟踪与振幅恒定的超声电源的研制》文中研究指明超声辅助加工技术是将超声振动系统与传统加工方法相结合的一种复合加工方法,近年来在硬脆难加工材料的加工中取得了快速发展并获得广泛应用。超声电源系统作为超声振动系统的核心,直接影响刀具的振动效果和加工表面质量,而且随着各种先进硬脆复合材料的大量应用和更高的加工质量要求的提出,现有超声电源技术已经无法满足高频输出、快速动态响应等性能要求。为了解决以上问题,本文结合STM32高速处理器研制了频率自动跟踪与振幅恒定控制的超声电源系统,主要研究内容可分为以下三个方面:（1）对超声电源系统的硬件进行了全面的分析和优化,对超声电源的各个功能模块进行重新设计与仿真,最终使用DDS技术采用AD9850芯片作为高频信号发生器并给出相应控制方法,使用全桥MOSFET逆变桥路作为高频逆变器,使用IR2110驱动芯片设计全桥驱动电路并进行了负压电路优化,采用串联电感法设计超声换能器的匹配电路,并且为了实现超声电源的自动控制,设计了简单高效的电流电压反馈电路等等。（2）提出并实现了三种能够实现超声电源自动控制的具有快速响应能力的软件算法。一是基于二分思想的快速扫频算法,该算法可以在超声电源系统的启动阶段快速找到换能器的谐振频率,加快系统初始化速度;二是频率输出的自动跟踪算法,该算法基于模糊PID理论,自适应PID参数,当换能器谐振频率发生漂移时,能够实现频率输出的快速跟踪;三是振幅恒定控制算法,该算法在频率自动跟踪的基础上,通过斩波器实现对超声电源供电电压的调节,从而达到换能器振幅恒定控制的目的。（3）搭建超声电源系统的测试平台和试验平台,对超声电源的静态输出性能和动态性能进行验证。在测试过程中,多次迭代超声电源系统的设计与优化,最终保证了该超声电源能够很好的满足20-50KHz输出的高频特性和快速频率自动跟踪性能。此外设计了单因素试验,对比分析了C/SiC材料超声辅助磨削与普通磨削加工方法在磨削力方面的性能差异,加工试验过程中通过对超声电源输出状态的监测,验证了该超声电源振幅恒定控制和动态响应能力。试验结果表明,相对于普通磨削,超声辅助磨削具显着的优势如有效降低磨削力、延长刀具寿命等,进一步证明了本文所设计超声电源具有良好的工作性能。
二、智能化大功率超声电源的研制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、智能化大功率超声电源的研制（论文提纲范文）
（1）宽频自适应大功率机械加工超声波电源研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及目的意义 |
| 1.2 国内外机械加工超声波电源研究现状 |
| 1.2.1 国外机械加工超声波电源研究现状 |
| 1.2.2 国内机械加工超声波电源研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 第2章 机械加工超声波电源主电路设计 |
| 2.1 机械加工超声波电源总体设计方案 |
| 2.2 整流调压模块 |
| 2.2.1 整流电路参数设计 |
| 2.2.2 滤波电路参数设计 |
| 2.2.3 BUCK降压电路参数设计 |
| 2.3 高频逆变模块 |
| 2.4 阻抗匹配模块 |
| 2.4.1 换能器阻抗特性分析 |
| 2.4.2 静态匹配技术研究 |
| 2.4.3 动态匹配技术研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 超声波电源硬件电路设计 |
| 3.1 控制系统总体方案设计 |
| 3.2 采样硬件电路设计 |
| 3.2.1 电压电流检测电路设计 |
| 3.2.2 电压电流调理电路仿真验证 |
| 3.2.3 电压电流调理硬件电路设计 |
| 3.3 信号发生电路硬件设计 |
| 3.3.1 DDS信号发生电路设计 |
| 3.3.2 MOSFET驱动电路 |
| 3.4 保护电路设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 超声波电源软件设计与系统性能测试 |
| 4.1 控制系统软件算法设计 |
| 4.1.1 功率控制算法设计 |
| 4.1.2 频率跟踪算法设计 |
| 4.1.3 DDS软件算法设计 |
| 4.1.4 人机交互模块软件算法设计 |
| 4.2 超声波电源控制系统仿真验证 |
| 4.3 系统性能测试 |
| 4.3.1 实验室系统性能测试 |
| 4.3.2 系统现场测试及运行 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得成果 |
| 致谢 |
（2）基于STM32控制的超声电源系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 超声技术及其应用 |
| 1.3 超声电源中电力电子及控制技术的应用 |
| 1.3.1 电力电子技术的应用 |
| 1.3.2 控制技术的应用 |
| 1.4 国内外超声电源发展及研究现状 |
| 1.4.1 国外超声电源研究现状 |
| 1.4.2 国内超声电源研究现状 |
| 1.4.3 超声电源发展趋势 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第2章 超声换能器负载特性及匹配研究 |
| 2.1 换能器等效电路分析 |
| 2.2 换能器静态匹配技术研究 |
| 2.2.1 串联匹配分析 |
| 2.2.2 并联匹配分析 |
| 2.2.3 换能器静态匹配方式确定 |
| 2.3 串联电感匹配系统耦合振荡分析 |
| 2.3.1 系统耦合振荡仿真分析 |
| 2.4 换能器动态匹配技术分析 |
| 2.4.1 匹配电感动态调节 |
| 2.4.2 频率跟踪法 |
| 2.4.3 换能器动态匹配方式确定 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 超声电源主电路及功率控制分析 |
| 3.1 超声电源主拓扑设计 |
| 3.2 整流方案设计 |
| 3.3 逆变方案设计 |
| 3.3.1 逆变功率器件的选择 |
| 3.4 串联谐振式逆变器功率控制方式 |
| 3.4.1 整流侧调功 |
| 3.4.2 直流侧调功 |
| 3.4.3 逆变侧调功 |
| 3.4.4 功率控制方案的确定 |
| 3.5 PS-PWM控制原理 |
| 3.5.1 PS-PWM控制方式分析 |
| 3.5.2 PS-PWM调功逆变器软开关实现 |
| 3.5.3 PS-PWM调功数学分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 超声电源锁相法频率跟踪 |
| 4.1 锁相环的组成和数学模型分析 |
| 4.1.1 锁相环的基本组成 |
| 4.1.2 锁相环的数学模型 |
| 4.2 锁相控制方式分析 |
| 4.2.1 边沿型鉴相器锁相 |
| 4.2.2 异或门鉴相器锁相 |
| 4.3 锁相环实现方法 |
| 4.3.1 模拟锁相环技术 |
| 4.3.2 变步长数字锁相环技术 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 超声电源系统软硬件设计 |
| 5.1 系统的硬件设计 |
| 5.1.1 系统整体设计 |
| 5.1.2 主电路设计 |
| 5.1.3 DDS信号电路 |
| 5.1.4 死区时间电路 |
| 5.1.5 栅极驱动电路 |
| 5.1.6 采样电路 |
| 5.1.7 信号放大电路 |
| 5.1.8 鉴相电路 |
| 5.1.9 电流有效值检测电路 |
| 5.2 系统的软件设计 |
| 5.2.1 谐振频率搜索程序设计 |
| 5.2.2 频率跟踪程序设计 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 系统仿真及实验结果分析 |
| 6.1 系统模型建立与分析 |
| 6.1.1 超声电源仿真模型 |
| 6.1.2 锁相电路仿真模型 |
| 6.2 仿真结果分析 |
| 6.3 实验结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结和展望 |
| 7.1 主要工作总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（3）基于35K换能器的超声发生器匹配模块研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景 |
| 1.3 发生器国内外发展历程及趋势 |
| 1.4 发生器匹配时存在的问题 |
| 1.5 本课题拟开展的主要工作及结构安排 |
| 2 超声振动系统 |
| 2.1 超声换能器 |
| 2.1.1 压电换能器的串、并联谐振频率 |
| 2.1.2 压电换能器等效电路 |
| 2.2 超声变幅杆 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 超声波发生器各模块设计 |
| 3.1 超声波发生器主体设计 |
| 3.2 整流滤波模块 |
| 3.2.1 整流滤波模块分析与设计 |
| 3.2.2 整流滤波电路的元器件设计 |
| 3.2.3 不控整流桥的元件设计 |
| 3.2.4 滤波电容C_d的计算 |
| 3.2.5 Buck斩波器开关管的设计 |
| 3.3 高频逆变模块 |
| 3.3.1 桥式逆变电路 |
| 3.3.2 PWM波形发生电路 |
| 3.3.3 死区时间形成电路 |
| 3.3.4 栅极驱动电路 |
| 3.4 匹配模块 |
| 3.4.1 串联电感匹配电路分析 |
| 3.4.2 匹配电感的参数设计 |
| 3.4.3 高频变压器的设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 超声波发生器匹配模块设计 |
| 4.1 换能器电学模型及特性分析 |
| 4.2 匹配电路的作用 |
| 4.2.1 调谐 |
| 4.2.2 变阻 |
| 4.2.3 滤波 |
| 4.3 匹配电路的种类 |
| 4.3.1 串联匹配电路 |
| 4.3.2 并联匹配电路 |
| 4.3.3 LC匹配电路 |
| 4.3.4 T型匹配电路 |
| 4.4 改进型匹配电路 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 超声波发生器控制模块设计 |
| 5.1 反馈模块设计 |
| 5.1.1 放大电路 |
| 5.1.2 滤波电路 |
| 5.1.3 电流有效值检测电路 |
| 5.2 控制模块设计 |
| 5.3 人机交互模块设计 |
| 5.4 控制程序设计 |
| 5.4.1 主程序设计 |
| 5.4.2 电流有效值控制程序设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 电路仿真与匹配测试分析 |
| 6.1 发生器各模块电路仿真 |
| 6.1.1 调功整流电路仿真 |
| 6.1.2 死区时间形成电路仿真 |
| 6.1.3 放大电路仿真 |
| 6.1.4 逆变电路仿真 |
| 6.1.5 LC匹配电路仿真 |
| 6.1.6 改进后的LCC匹配电路仿真 |
| 6.2 匹配电路的测试仪器 |
| 6.3 匹配电路测试及结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（4）超声振动辅助磨削电源设计与谐振频率自动识别研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 超声电源的研究现状 |
| 1.2.1 超声电源的逆变与激励 |
| 1.2.2 超声电源控制技术 |
| 1.3 论文的主要内容 |
| 第二章 超声电源总体方案和主电路设计 |
| 2.1 超声电源总体方案 |
| 2.2 超声电源主电路设计 |
| 2.2.1 整流滤波电路设计 |
| 2.2.2 直流斩波电路设计 |
| 2.2.3 逆变电路设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 压电换能器负载分析及匹配研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 压电换能器等效电路模型 |
| 3.3 压电换能器等效电路理论特性分析 |
| 3.4 压电换能器匹配研究 |
| 3.4.1 压电换能器调谐匹配研究 |
| 3.4.2 压电换能器阻抗匹配研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 超声电源反馈控制电路和控制程序研究 |
| 4.1 反馈控制电路研究与设计 |
| 4.1.1 电流电压采样电路 |
| 4.1.2 信号处理电路 |
| 4.1.3 电流有效值检测电路 |
| 4.1.4 相位差检测电路 |
| 4.2 超声电源控制程序研究 |
| 4.2.1 编译器描述 |
| 4.2.2 超声电源频率自动识别 |
| 4.2.3 超声电源功率调节控制 |
| 4.2.4 人机交互 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 实验研究与分析 |
| 5.1 超声电源的样机制作 |
| 5.2 超声电源频率自动识别稳定性验证 |
| 5.3 超声电源频率自动识别精确性验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（5）基于DSP的新型超声波电源研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源与研究的背景及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究的背景及意义 |
| 1.2 超声波电源的发展及研究现状 |
| 1.2.1 超声波电源的发展 |
| 1.2.2 超声波电源研究现状 |
| 1.3 超声波电源关键技术 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 换能器特性分析及阻抗匹配设计 |
| 2.1 换能器原理 |
| 2.2 压电换能器等效电路模型分析 |
| 2.3 换能器参数分析 |
| 2.4 匹配技术研究 |
| 2.4.1 匹配电路功能分析 |
| 2.4.2 串联电感匹配 |
| 2.4.3 并联电感匹配 |
| 2.4.4 电容电感匹配 |
| 2.4.5 换能器匹配方式确定 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 超声波电源总体方案设计 |
| 3.1 超声波电源组成 |
| 3.2 整流电路方案设计 |
| 3.3 逆变电路方案设计 |
| 3.4 调功电路方案设计 |
| 3.5 斩波功率调节研究 |
| 3.5.1 功率调节策略 |
| 3.5.2 PID控制算法 |
| 3.6 频率跟踪技术研究 |
| 3.6.1 频率跟踪技术分析 |
| 3.6.2 锁相环原理分析 |
| 3.6.3 频率跟踪策略 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 超声波电源主电路设计 |
| 4.1 主电路拓扑结构确定 |
| 4.2 整流滤波电路设计 |
| 4.2.1 整流电路参数计算 |
| 4.2.2 滤波电路参数计算 |
| 4.3 Buck电路设计 |
| 4.4 逆变电路设计 |
| 4.4.1 全桥逆变电路设计 |
| 4.4.2 驱动电路设计 |
| 4.5 反馈电路设计 |
| 4.5.1 反馈电路构成 |
| 4.5.2 采样电路 |
| 4.5.3 有效值转换电路 |
| 4.5.4 鉴相电路 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于DSP的控制系统设计与实验分析 |
| 5.1 基于DSP的系统设计 |
| 5.2 DSP控制电路设计 |
| 5.2.1 电源供电电路 |
| 5.2.2 PWM电平转换电路 |
| 5.3 EPWM原理 |
| 5.4 系统软件流程设计 |
| 5.4.1 系统的主程序 |
| 5.4.2 AD采样程序设计 |
| 5.4.3 频率跟踪程序设计 |
| 5.4.4 功率调节程序设计 |
| 5.4.5 保护程序设计 |
| 5.5 实验及分析 |
| 5.5.1 硬件电路仿真 |
| 5.5.2 功率控制系统仿真 |
| 5.5.3 实验波形及分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）基于FPGA的双路超声波电源设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 超声应用简介 |
| 1.1.2 超声辅助加工技术概述 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本文的组织结构 |
| 2 双路超声电源设计中的主要问题研究 |
| 2.1 超声波换能器的驱动 |
| 2.1.1 换能器的等效电路 |
| 2.1.2 超声换能器匹配网络设计 |
| 2.2 换能器输出振动模型 |
| 2.2.1 换能器输出振幅模型 |
| 2.2.2 二维超声振动轨迹分析 |
| 2.3 换能器功率调节方式 |
| 2.3.1 整流侧调功 |
| 2.3.2 直流侧调功 |
| 2.3.3 逆变侧调功 |
| 2.3.4 移相全桥逆变电路功率控制分析 |
| 2.4 超声换能器的频率跟踪方案 |
| 2.4.1 最大电流法 |
| 2.4.2 相位法搜频 |
| 2.4.3 超声电源频率跟踪方案设计 |
| 2.4.4 二维超声频率跟踪 |
| 2.5 二维超声相位控制 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 硬件设计 |
| 3.1 双路超声电源硬件结构概述 |
| 3.2 超声电源驱动板电路设计 |
| 3.2.1 整流滤波电路设计 |
| 3.2.2 换能器逆变电路设计 |
| 3.2.3 IGBT驱动电路设计 |
| 3.2.4 匹配电路设计 |
| 3.2.5 驱动板整体结构 |
| 3.3 超声波电源主控板电路设计 |
| 3.3.1 FPGA控制电路设计 |
| 3.3.2 检测电路设计 |
| 3.3.3 保护电路设计 |
| 3.3.4 通信模块电路设计 |
| 3.3.5 主控板整体结构 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 FPGA控制系统设计 |
| 4.1 FPGA相关介绍 |
| 4.1.1 FPGA概述 |
| 4.1.2 FPGA的基本结构 |
| 4.1.3 FPGA开发流程 |
| 4.1.4 SOPC技术概述 |
| 4.1.5 FPGA设计模块划分 |
| 4.2 逆变电路驱动波形模块设计 |
| 4.2.1 计数器频率发生器 |
| 4.2.2 DDS技术 |
| 4.2.3 模块设计与仿真 |
| 4.2.4 二维超声相位控制 |
| 4.3 数字鉴相电路设计 |
| 4.4 AD采样模块设计 |
| 4.5 人机通信接口模块设计 |
| 4.6 NIOS II软核设计 |
| 4.6.1 NIOS软核结构 |
| 4.6.2 软件框架设计 |
| 4.6.3 变步长搜频算法 |
| 4.6.4 二维超声换能器同步跟频算法 |
| 4.6.5 PID恒振幅控制算法 |
| 4.7 FPGA设计综合分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 系统测试 |
| 5.1 系统界面 |
| 5.2 全桥逆变电路驱动波形测试 |
| 5.3 频率调节测试 |
| 5.4 电源工作模式测试 |
| 5.5 振幅调节测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目 |
（7）超声电源能量传输理论模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 Nomex蜂窝复合材料的特性 |
| 1.1.2 Nomex蜂窝复合材料的加工方法 |
| 1.1.3 超声辅助加工技术的发展与应用 |
| 1.2 超声电源技术的研究与发展 |
| 1.2.1 超声电源的应用与发展 |
| 1.2.2 关键技术的研究与发展 |
| 1.3 课题来源、意义与目的 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 研究意义及目的 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第二章 超声加工能量传输系统特性研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 超声能量传输系统组成 |
| 2.2.1 超声电源 |
| 2.2.2 压电换能器 |
| 2.2.3 超声变幅杆 |
| 2.2.4 超声刀具 |
| 2.3 超声能量传输系统的特征分析 |
| 2.3.1 能量传输的特征表达 |
| 2.3.2 能量传输效率的表征 |
| 2.3.3 传输效率的影响因素 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 超声电源能量传输的参数调节模型研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 超声振动系统等效电路及其谐振特性分析 |
| 3.3 频率参数跟踪调节 |
| 3.3.1 频率变化特点 |
| 3.3.2 频率跟踪方法 |
| 3.3.3 Fuzzy-PID频率跟踪 |
| 3.4 声学参数匹配调节 |
| 3.4.1 阻抗匹配分析 |
| 3.4.2 匹配元件影响分析 |
| 3.4.3 LC混联可调阻抗匹配 |
| 3.5 功率参数调节 |
| 3.5.1 静态功率的极小值 |
| 3.5.2 动态功率调节 |
| 3.6 电-声调节模型的建立及验证 |
| 3.6.1 建立电-声调节模型 |
| 3.6.2 理论模型数据验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 切削力负载对超声振动系统声学参数的影响研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 超声振动系统力负载分析 |
| 4.2.1 切削力模型分析 |
| 4.2.2 切削力实验 |
| 4.2.3 实验设计及实验步骤 |
| 4.3 声学参数实验数据分析 |
| 4.3.1 数据分析方法 |
| 4.3.2 力负载对谐振频率的影响 |
| 4.3.3 力负载对动态电阻的影响 |
| 4.3.4 力负载对静电容的影响 |
| 4.4 理论模型的验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 能量传输理论模型的建立与验证 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 建立能量传输模型 |
| 5.3 能量传输模型的验证 |
| 5.3.1 检测原理 |
| 5.3.2 实验设计及步骤 |
| 5.3.3 实验结果及误差分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（8）基于FPGA的超声电源振幅控制系统设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 功率超声及其应用介绍 |
| 1.1.2 超声电源系统介绍 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 超声电源频率跟踪方案研究现状 |
| 1.2.2 超声电源振幅稳定方案研究现状 |
| 1.2.3 超声电源核心控制器比较 |
| 1.3 课题研究目的与主要内容 |
| 第二章 超声电源的理论分析及整体设计方案 |
| 2.1 超声换能器等效模型及其电阻抗特性分析 |
| 2.1.1 换能器等效模型 |
| 2.1.2 电阻抗特性分析 |
| 2.2 超声电源工作频率点的选择 |
| 2.3 频率跟踪方案的选取 |
| 2.4 振幅控制方案的选取 |
| 2.5 超声电源核心控制器的选取 |
| 2.6 系统总体方案设计 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 硬件电路设计 |
| 3.1 FPGA开发板介绍 |
| 3.2 驱动电路设计 |
| 3.3 反馈电路设计与仿真 |
| 3.3.1 电压与电流传感器选型与应用 |
| 3.3.2 反馈信号处理电路设计 |
| 3.3.3 AD采样电路与鉴相器 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 超声电源控制逻辑的设计与实现 |
| 4.1 FPGA的硬件组成及开发流程 |
| 4.1.1 FPGA的硬件组成 |
| 4.1.2 FPGA的设计开发流程 |
| 4.2 基于FPGA的控制逻辑总体设计方案 |
| 4.3 类DDS对称PWM波发生器的设计 |
| 4.4 内部鉴相器的设计 |
| 4.4.1 电流电压内部鉴相的原理 |
| 4.4.2 内部鉴相器的硬件实现方案 |
| 4.5 动态支路电流计算方案 |
| 4.6 闭环控制算法的实现 |
| 4.6.1 频率闭环模块设计 |
| 4.6.2 振幅控制模块设计 |
| 4.7 数据控制器的设计 |
| 4.8 时序分析与优化 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 实验与调试 |
| 5.1 反馈电路测试 |
| 5.2 频率跟踪性能测试 |
| 5.3 振幅稳定测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（9）智能超声电源研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超声波技术以其应用 |
| 1.1.1 超声波技术 |
| 1.1.2 换能器在超声加工中的应用 |
| 1.2 超声电源技术及国内外发展概况 |
| 1.2.1 超声波电源相关技术 |
| 1.2.2 超声波电源国外发展概况 |
| 1.2.3 超声波电源国内发展概况 |
| 1.3 超声电源频率跟踪技术的国内外发展概况 |
| 1.3.1 频率跟踪技术国内发展概况 |
| 1.3.2 频率跟踪技术国外发展概况 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第二章 轴向负载力对于压电换能器电学特性的影响 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 压电换能器构成 |
| 2.3 理论分析 |
| 2.3.1 声速应力模型 |
| 2.3.2 受力负载压电换能器数学模型分析 |
| 2.4 轴向力负载对换能器影响实验 |
| 2.5 实验结果和分析 |
| 2.5.1 轴向负载力下压电换能器数学模型分析 |
| 2.5.2 不同力负载状态下电信号随频率的变化 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 温度对于压电换能器的影响 |
| 3.1 换能器温度升高的原因分析 |
| 3.2 温度对于压电换能器电学特性的影响 |
| 3.2.1 温度对于压电换能器静电容的影响 |
| 3.2.2 温度与压电换能器谐振频率的关系理论分析 |
| 3.3 实验结论与分析 |
| 3.3.1 实验设备和实验过程 |
| 3.3.2 实验结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 超声旋转变压器非接触能量传输模型改进 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 旋转变压器构造 |
| 4.3 分布电容计算 |
| 4.4 包含分布电容的电路补偿模型 |
| 4.4.1 副边线圈串联补偿元件计算 |
| 4.4.2 副边线圈并联补偿元件计算 |
| 4.4.3 主级线圈串并联补偿元件计算 |
| 4.5 变压器输出功率、传输效率与线圈匝数关系 |
| 4.6 旋转变压器主副边线圈分布电容与能量传输性能关系研究 |
| 4.6.1 分布电容对于电能传输效率的影响 |
| 4.6.2 不同谐振频率下分布电容对于旋转变压器传输性能的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 智能超声电源设计 |
| 5.1 智能超声电源系统硬件设计 |
| 5.1.1 信号采样反馈和处理器模块 |
| 5.1.2 信号输入输出模块和功率放大模块 |
| 5.1.3 网络匹配电路模块 |
| 5.2 智能超声电源系统软件设计 |
| 5.2.1 智能超声电源人机交互界面设计 |
| 5.2.2 换能器谐振频率跟踪控制算法设计 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）基于STM32的频率自动跟踪与振幅恒定的超声电源的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 超声辅助加工技术的产生背景 |
| 1.1.2 超声辅助加工系统的组成及其应用 |
| 1.1.3 超声辅助加工技术的基本原理与特点 |
| 1.2 研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 超声电源信号发生技术 |
| 1.2.2 超声波电源频率自动跟踪技术 |
| 1.2.3 超声波电源未来发展趋势 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 超声电源硬件系统研制及其仿真 |
| 2.1 超声电源系统总体设计 |
| 2.1.1 超声电源系统总体设计要求 |
| 2.1.2 超声电源总体设计方案 |
| 2.2 超声电源的信号发生电路设计及其仿真 |
| 2.2.1 高频逆变器 |
| 2.2.2 IR2110驱动电路 |
| 2.2.3 超声波信号发生器 |
| 2.2.4 死区形式成电路 |
| 2.3 超声电源的电路匹配系统 |
| 2.3.1 换能器匹配原理 |
| 2.3.2 换能器阻抗测量分析 |
| 2.3.3 匹配电感的设计 |
| 2.4 反馈系统 |
| 2.4.1 采样电路 |
| 2.4.2 鉴相电路 |
| 2.4.3 有效值采样电路 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 超声电源软件系统开发及其实现 |
| 3.1 扫频算法设计及其实现 |
| 3.1.1 步进扫频方法 |
| 3.1.2 基于二分法快速扫频方法 |
| 3.2 频率自动跟踪算法设计及其实现 |
| 3.2.1 变步长频率自动跟踪算法 |
| 3.2.2 基于模糊PID控制器的快速跟踪算法设计及其实现 |
| 3.3 换能器振幅恒定控制算法设计及其实现 |
| 3.3.1 频率调节法 |
| 3.3.2 电压调节法 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 超声电源调试与性能测试 |
| 4.1 超声电源信号发生电路调式 |
| 4.1.1 DDS波形产生调试 |
| 4.1.2 死区形成电路调试 |
| 4.1.3 IR2110驱动电路调试 |
| 4.1.4 逆变输出波形调试 |
| 4.2 超声电源负载换能器性能测试 |
| 4.2.1 高频特性验证 |
| 4.2.2 跟踪算法有效性验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 超声辅助磨削C/SiC复合材料磨削力试验 |
| 5.1 C/SiC复合材料加工特点 |
| 5.2 超声辅助磨削试验台搭建 |
| 5.3 超声辅助磨削试验结果及分析 |
| 5.3.1 超声电源振幅恒定验证 |
| 5.3.2 磨削深度对磨削力影响 |
| 5.3.3 进给速度对磨削力影响 |
| 5.3.4 主轴转速对磨削力影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
四、智能化大功率超声电源的研制（论文参考文献）
- [1]宽频自适应大功率机械加工超声波电源研制[D]. 魏洪达. 哈尔滨理工大学, 2021(09)
- [2]基于STM32控制的超声电源系统研究[D]. 邓财江. 南昌大学, 2020(01)
- [3]基于35K换能器的超声发生器匹配模块研究[D]. 张艺鑫. 中北大学, 2020(12)
- [4]超声振动辅助磨削电源设计与谐振频率自动识别研究[D]. 何祥磊. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [5]基于DSP的新型超声波电源研究[D]. 丁云晋. 河南理工大学, 2020(01)
- [6]基于FPGA的双路超声波电源设计与实现[D]. 梁超. 杭州电子科技大学, 2020(02)
- [7]超声电源能量传输理论模型研究[D]. 孔立阳. 杭州电子科技大学, 2019(01)
- [8]基于FPGA的超声电源振幅控制系统设计与实现[D]. 金家欣. 上海交通大学, 2019(06)
- [9]智能超声电源研制[D]. 杨强. 天津大学, 2018(06)
- [10]基于STM32的频率自动跟踪与振幅恒定的超声电源的研制[D]. 郑伟帅. 大连理工大学, 2018(02)