基于DSP的超声波电源系统研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着国民经济的不断发展，超声技术在各行各业中得到越来越广泛的应用。其中，作为功率超声领域中一个十分重要的应用——超声波清洗，由于它的诸多优点，也正在工农业生产和日常生活中发挥越来越重要的作用。超声波清洗机主要由三部分组成，即超声波电源，超声波换能器和清洗槽。近年来，由于数字控制技术的迅速发展，电力电子装置的数字控制的发展前景十分看好。因此，对数字控制的超声波电源的研究具有重要的实际应用价值。本文在对压电换能器的阻抗特性进行详细分析的基础上，通过设计匹配电路参数，实现了压电换能器模拟负载的良好匹配。建立了数字控制的超声波电源系统的仿真模型，并利用

2、SABER软件对设计的系统进行了仿真分析，给出了仿真结果。在理论分析和仿真分析的基础上，研制了基于TI公司TMS320LF2407型DSP控制的超声波电源系统，介绍了系统硬件电路的原理与研制过程和系统软件的设计过程。本文最后进行了实验研究，给出了超声波电源系统的相关实验波形和数据，实验结果表明系统可带一定范围的负载，较好地实现了谐振。关键词：超声波电源，频率跟踪，压电换能器，数字控制，谐振i基于DSP的超声波电源系统研究ABSTRACTWiththedevelopmentofnationaleconomy,ultrasonictechnologyhasreceivedmore

3、andmoreusageinvariouskindsofindustry.Theultrasonicclearing,asaveryimportantapplicationinthedomainofpowerultrasonictechnology,hasagoodmanyadvantages,soitisplayingmuchmoreimportantroleintheindustryandagricultureanddailylife.Ultrasonicclearingmachineismadeoftheultrasonicpowersupply,theultrason

4、ictransducerandthecleaningtank.Asveryquickdevelopmentofdigitalcontrolinrecentyears,theprospectofthepowerandelectricequipmentbased-ondigitalcontrolareabsolutelyfine.So,thestudyofultrasonicpowersupplybased-ondigitalcontrolhasimportantpracticalvalue.Firstly,impedancecharacteristicsofthepiezoel

5、ectrictransducerareanalyzedindetailsinthispaper.Then,theloadthatisequivalenttopiezoelectrictransducerisoperatedinresonancestatethroughcalculatingtheparametersofmatchingelectriccircuit.Secondly,thesimulationmodelsofultrasonicpowersupplysystembased-onDSParecreated.Thesimulationmodelsareanalyz

6、edinSABERsoftwareandsimulationresultsaregiven.Thirdly,theultrasonicpowersupplysystembased-onTMS320LF2407DSPthatismanufacturedbyTEXESINSTRUMENTcorporationisdesignedonthebasisofthetheoryandsimulationanalysis.Thetheoryanddesigningprogressofhardwareelectriccircuitandsoftwareinthesystemareintrod

7、uced.Finally,theexperimentisdoneinthispaper.Theexperimentresultsindicatethatthesystemhascertainoutputbandwidthandachievesthegoalofresonance.KeyWords:ultrasonicpowersupply,frequencytracking,piezoelectrictransducer,digitalcontrol,resonanceii南京航空航天大学硕士学位论文图