低頻率超聲波電路板頻率跟蹤模型與性能優(yōu)化的目的就在于使超聲加工系統(tǒng)輸出的超聲電信號(hào)實(shí)時(shí)、快速、準(zhǔn)確地跟蹤上超聲換能器的諧振頻率。低頻率超聲波電路板針對(duì)換能器在諧振頻率附近的等效電學(xué)電路，建立超聲換能器的電學(xué)阻抗模型。在此基礎(chǔ)上分析超聲換能器諧振頻率與各參數(shù)的關(guān)系。

低頻率超聲波電路板利用其電學(xué)阻抗模型，分析不同驅(qū)動(dòng)頻率對(duì)超聲換能器兩端電壓與流過(guò)電流相位差的影響。同時(shí)利用PLL鎖相法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行頻率跟蹤，控制方法分為兩種：PID控制、模糊自適應(yīng)PID控制，并分別進(jìn)行分析與比較，分別對(duì)兩種控制方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

低頻率超聲波電路板針對(duì)超聲加工系統(tǒng)在加工時(shí)出現(xiàn)的超聲換能器諧振頻率漂移問(wèn)題，通過(guò)研究換能器在諧振頻率處的等效電路，建立換能器以及刀柄的阻抗模型，并推導(dǎo)各個(gè)參數(shù)與阻抗模型的關(guān)系式。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)頻率跟蹤控制器，得到滿足加工要求的超聲加工頻率跟蹤控制系統(tǒng)。

低頻率超聲波電路板以超聲加工刀柄為研究對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)超聲波發(fā)生器跟蹤刀柄諧振頻率為目標(biāo)，對(duì)超聲加工刀柄進(jìn)行電學(xué)建模與相位特性研究，并對(duì)控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)。得到的成果有：超聲換能器和超聲刀柄的精確模型，兩者的諧振頻率與各個(gè)變量的關(guān)系式，寬頻率掃頻方法的改良，適合超聲加工系統(tǒng)頻率跟蹤的PID控制器以及控制效果更好的模糊自適應(yīng)PID控制器。優(yōu)化超聲加工系統(tǒng)頻率跟蹤的性能，使系統(tǒng)跟蹤超聲換能器諧振頻率更加快速、精確。

低頻率超聲波電路板

審核編輯 黃宇