基于自適應(yīng)模糊控制的鑄造用超聲波電源研究.pdf

1、隨著鋁合金應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，對(duì)其質(zhì)量提出了更高的要求。在增強(qiáng)鋁合金性能的各類方法中，將超聲物理場(chǎng)加入到其鑄造過(guò)程中的技術(shù)效率高且極具發(fā)展?jié)摿?，此方法?yīng)用的關(guān)鍵在于超聲波電源，電源性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到鋁合金加工的質(zhì)量。由于超聲波電源的負(fù)載為超聲換能器，其內(nèi)部固有參數(shù)在鋁液中會(huì)受多種因素的影響而發(fā)生變化，引起其諧振頻率發(fā)生漂移使超聲波電源不能跟蹤其諧振頻率，換能器失去諧振工作狀態(tài)，不能有效地工作，因此設(shè)計(jì)出優(yōu)良的超聲波電源，能自動(dòng)跟蹤換能器

2、的諧振狀態(tài)，是本文的研究重點(diǎn)。
　　本文通過(guò)對(duì)超聲波換能器的阻抗特性分析，比較換能器的各類特征頻率，確定將串聯(lián)諧振頻率選為系統(tǒng)的工作頻率，并采用動(dòng)態(tài)電感匹配方案對(duì)換能器進(jìn)行調(diào)諧匹配。在阻抗匹配方面采用高頻變壓器，并對(duì)高頻變壓器進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。
　　根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)和性能，通過(guò)各種方案比較，確定采用單相不可控全橋整流、BUCK斬波電路和全橋MOSFET逆變電路的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并對(duì)主電路的元器件進(jìn)行參數(shù)計(jì)算并選型?？刂齐娐愤x用型號(hào)

3、為TMS320F2812的DSP作為主控制器。
　　通過(guò)分析換能器諧振狀態(tài)的各種指標(biāo)，確定采用電流有效值作為判斷諧振狀態(tài)的標(biāo)志。換能器在鋁液中工作時(shí)諧振頻率會(huì)發(fā)生漂移，而諧振時(shí)電流有效值變化不大，根據(jù)這一特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了掃頻加自適應(yīng)模糊控制方法對(duì)諧振頻率進(jìn)行跟蹤控制。掃頻方式得出諧振電流給定值，而自適應(yīng)模糊控制器對(duì)諧振頻率進(jìn)行跟蹤控制。
　　仿真及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，超聲波電源輸出波形達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)和要求，采用掃頻加自適應(yīng)模糊控制的