申请/专利权人：重庆科技学院

申请日：2023-04-04

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN116351686B

主分类号：B06B1/02

分类号：B06B1/02;B08B3/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2023.07.18#实质审查的生效;2023.06.30#公开

摘要：本发明涉及超声清洗机技术领域，具体涉及一种可变压可变频超声清洗机发生器及控制方法；可变压可变频超声清洗机发生器包括整流电路、BUCK变换电路和H桥逆变电路；BUCK变换电路和整流电路连接；H桥逆变电路和BUCK变换电路连接；BUCK变换电路和逆变电路H桥为串联结构，分别设计有独立的控制信号，通过对BUCK变换电路和H桥逆变电路进行控制，输出超声换能器所需的高频振荡信号的正脉冲和负脉冲，使用嵌入式控制器等，结合换能器的谐振频率要求，编写控制程序，交替输出脉冲控制信号，H桥逆变电路即可输出与超声清洗机换能器谐振频率相对应的高频振荡电信号，本申请能够根据需要对超声发生器输出信号的幅值和频率进行调节。

主权项：1.一种可变压可变频超声清洗机发生器，其特征在于，包括整流电路、BUCK变换电路和H桥逆变电路；所述BUCK变换电路和所述整流电路连接；所述H桥逆变电路和所述BUCK变换电路连接；所述BUCK变换电路包括开关管Q0、电感L1、二极管D1和电解电容C1；所述开关管Q0集电极和所述整流电路正极输出端连接；所述电感L1一端和所述开关管Q0发射极连接，另一端和所述H桥逆变电路连接；所述二极管D1负极和所述开关管Q0发射极连接，所述二极管D1正极和所述整流电路负极输出端连接；所述电解电容C1正极和所述电感L1连接，所述电解电容C1负极和所述二极管D1正极连接；所述H桥逆变电路包括开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4；所述开关管Q1集电极和所述电感L1连接；所述开关管Q2集电极和所述开关管Q1集电极连接；所述开关管Q3集电极和所述开关管Q1发射极连接，所述开关管Q3发射极和所述电解电容C1负极连接；所述开关管Q4集电极和所述开关管Q2发射极连接，所述开关管Q4发射极和所述开关管Q3发射极连接；H桥逆变电路上的开关管Q1控制端和H桥逆变电路上的开关管Q4控制端组成H桥的其中一条支路的一对控制端，记为HP控制端，控制Q1和Q4同时导通或截止，输出超声换能器所需的高频振荡信号的正脉冲；H桥逆变电路上的开关管Q2控制端和H桥逆变电路上的开关管Q3控制端组成H桥的另一条支路的一对控制端，记为HN控制端，控制Q2和Q3同时导通或截止，输出超声换能器所需的高频振荡信号的负脉冲；所述可变压可变频超声清洗机发生器的控制方法为：搭建超声发生器电路，所述超声发生器电路包括整流电路、BUCK变换电路、H桥逆变电路和匹配网络；将嵌入式处理器的PWM输出引脚，经驱动后分别接入BUCK变换电路的开关管Q0、H桥逆变电路的HP控制端和HN控制端；编写AOA-MFACu算法程序，将其控制量转化为占空比，以控制BUCK变换电路开关管Q0的导通和关断；编写AOA-MFACf算法程序，将计算得到的控制量转化为具有相应频率的交替变化的脉冲信号，以交替控制H桥逆变电路的HP控制端和HN控制端；AOA-MFACu算法的具体实现步骤如下：第一步：设BUCK变换电路在k时刻的输出电压为yuk，则在k+1时刻的输出电压yuk+1可以表示为： 式中，为BUCK变换电路2的时变参数，用来反映BUCK变换电路在工作过程中的参数变化情况；ΔuBk为BUCK变换电路控制量的增量；第二步：计算BUCK变换电路的控制量： 式中uBk为BUCK变换电路2k时刻的控制量，uBk-1为BUCK变换电路2k-1时刻的控制量，yurk+1为BUCK变换电路2k+1时刻的输出电压设定值，λB为AOA-MFACu算法权重因子，ρB为AOA-MFACu步长序列；第三步：针对BUCK变换电路的控制量式中的BUCK变换电路时变参数的不确定性，依据下式计算BUCK变换电路时变参数的估计值； 式中，和分别为BUCK变换电路时变参数在k时刻和k-1的估计值，ΔuBk-1为BUCK变换电路2k-1时刻的控制量增量，μBk-1为AOA-MFACu算法伪偏导数权重因子，ηBk-1为AOA-MFACu算法伪偏导数步长序列；第四步：依据BUCK变换电路时变参数估计值再次计算BUCK变换电路的控制量： 第五步：使用阿基米德优化算法优化参数ηB、μB、ρB和λB，获得的优化值分别为和将其分别带入第三步中的表达式和第四步中的表达式，BUCK变换电路时变参数估计值表达式修改为： BUCK变换电路的控制量的表达式修改为： 使用上述表达式得到的控制量uBk去控制BUCK变换电路开关管Q0的导通和关断的占空比，即可实现BUCK变换电路输出电压的调节，并使其实际输出电压快速跟踪输出电压设定值。

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权利要求：

百度查询： 重庆科技学院 一种可变压可变频超声清洗机发生器及控制方法

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