基于模糊PID控制的超声电源频率跟踪设计

摘要：

超声波电源系统是一种工作在谐振频率将电能转化为超声能的装置,其核心就是频率跟踪控制和功率调节控制.但换能器的温度、刚度变化都会引起谐振频率漂移现象,它不仅会降低系统工作效率,还会损坏电路元器件.为了解决此问题,提出了一种基于FPGA的谐振自动跟踪策略,将快速傅里叶变换(FFT)算法与模糊比例积分微分(PID)控制算法相结合,能够快速捕捉到系统的最佳工作频率.首先,将采样得到的电压、电流时域信号经过FFT算法处理后转换为频域信号,得到其相位信息.然后将相位差和输出功率作为模糊PID控制器的输入来实现谐振自动跟踪.此外,还设计了一种连续可调阻抗匹配网络,根据采样反馈信号设定阻抗网络匹配的参数.最后,搭建实验平台验证了所提控制策略的有效性和准确性.

关键词：超声电源;比例积分微分;阻抗匹配网络

所属期刊栏目：55

分类号：TN86(无线电设备、电信设备)

资助基金：国家自然科学基金12074354

在线出版日期：2021-11-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：80-82,86