恒功率超声波焊接发生器电源
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恒功率超声波焊接发生器电源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,恒功率超声波焊接发生器电源将采样得到的电压,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.
恒功率超声波焊接发生器电源其由硬件电路和软件程序两部分组成,硬件电路包括:依次连接在一起的电压电流采样电路,带通滤波电路,鉴相电路(采集电压和电流的相位差,实现数字锁相环),STM32芯片和IGBT驱动电路以及与STM32芯片连接在一起的显示屏,模糊PI控制技术以软件程序的形式实现,软件程序由STM32芯片执行,主控程序包括:系统初始化程序,显示屏程序,相位差信息捕获程序和PWM频率控制输出程序(包括:PWM输出程序和模糊PI算法程序).
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