基于动态支路电流检测的功率超声振幅控制

作     者：金家欣 杨明 朱远飞 米浩 杨天悦 JIN Jiaxin;YANG Ming;ZHU Yuanfei;MI Hao;YANG Tianyue

作者机构：上海交通大学仪器工程与科学系上海200240 

出 版 物：《振动．测试与诊断》 (Journal of Vibration,Measurement & Diagnosis)

年 卷 期：2020年第40卷第4期

页      面：663-667,820页

核心收录：

学科分类：07[理学] 08[工学] 070206[理学-声学] 1002[医学-临床医学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：河北省自然科学基金重点资助项目(E2018203339) 

主　　题：超声波振动 电源 振动控制 动态支路电流 现场可编程逻辑门阵列 

摘      要：在功率超声的应用中,精确的振幅控制是决定加工质量的重要因素。传统的检测控制结构需要复杂的外部仪器或检测电路,可能存在灵活性差及非线性等问题。针对此问题,提出了一种轻量级振幅检测与控制方案。该方案采用高速AD转换器采样换能器的工作电流和电压,实时计算可以反映振幅的动态支路电流。采用现场可编程逻辑门阵列(field-programmablegatearray,简称FPGA)作为超声电源控制器,同时对换能器工作频率和动态支路电流进行闭环控制。在本设计中,超声电源工作在反谐振点以获取较高的能量传输效率。实验结果表明,该方案能够准确地控制振幅,并能在负载变化较大时稳定振幅。