發(fā)布時間：2017-06-06 03:05

  本文關(guān)鍵詞：單片機控制的頻率跟蹤超聲波電源的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超聲波換能器由于負載的變化以及外界環(huán)境的變化等因素,導(dǎo)致超聲波電源的輸出頻率與諧振頻率不匹配,從而使清洗效果不佳。超聲波電源是超聲清洗機的核心部分,為實現(xiàn)其高效穩(wěn)定的工作,需要對其工作頻率進行自動跟蹤控制。為此,本文設(shè)計了基于單片機PIC16F886為控制核心的超聲波電源,其額定輸出功率為600W,工作頻率為20kHz,并實現(xiàn)了對頻率的實時跟蹤控制。主要研究內(nèi)容如下:首先,根據(jù)超聲波電源的性能指標(biāo)要求,設(shè)計了超聲波電源主電路系統(tǒng),主電路系統(tǒng)由整流濾波電路、逆變電路、匹配電路等單元組成,逆變電路采用全橋逆變拓撲結(jié)構(gòu),文中對主電路系統(tǒng)進行了詳細分析與設(shè)計,并采用Multisim仿真軟件對主電路系統(tǒng)各個部分進行仿真。其次,設(shè)計了超聲波電源頻率跟蹤的控制方案,該控制方案采用鎖相環(huán)頻率跟蹤的控制思路并結(jié)合PID控制方法。為此設(shè)計了相應(yīng)的控制軟件,采用C語言編寫主程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、PID控制程序等。最后,以PIC16F866單片機芯片為控制核心,設(shè)計了超聲波電源控制系統(tǒng),主要包括采樣電路、驅(qū)動電路、單片機外圍電路等,分析了其工作原理。并采用Proteus軟件對控制系統(tǒng)進行仿真。仿真結(jié)果表明,所設(shè)計的超聲波電源控制系統(tǒng)能實現(xiàn)頻率自動跟蹤,與超聲波換能器相匹配,工作在諧振狀態(tài),達到了設(shè)計要求。
【關(guān)鍵詞】：超聲波清洗 頻率跟蹤 單片機 逆變電源
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN86;TB552
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-19
• 1.1 研究背景和意義7-8
• 1.2 超聲清洗原理及其特點8-10
• 1.3 超聲波電源控制技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-17
• 1.3.1 超聲波電源控制技術(shù)的分類10-12
• 1.3.2 頻率自動跟蹤的方法12-14
• 1.3.3 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.4 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 主要研究內(nèi)容17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第2章 超聲波發(fā)生器硬件系統(tǒng)的設(shè)計19-36
• 2.1 超聲波電源系統(tǒng)組成19-20
• 2.2 主電路系統(tǒng)的設(shè)計20-35
• 2.2.1 整流濾波單元20-22
• 2.2.1.1 輸入濾波電容設(shè)計21
• 2.2.1.2 整流濾波電路的仿真21-22
• 2.2.2 逆變單元22-29
• 2.2.2.1 功率管參數(shù)設(shè)計與選型25-26
• 2.2.2.2 逆變電路的仿真26-29
• 2.2.3 高頻變壓器單元29-31
• 2.2.4 超聲換能器單元31-35
• 2.2.4.1 超聲波換能器的阻抗匹配31-32
• 2.2.4.2 匹配系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計32-34
• 2.2.4.3 匹配系統(tǒng)的仿真34-35
• 2.3 本章小結(jié)35-36
• 第3章 超聲波電源控制系統(tǒng)軟件設(shè)計36-42
• 3.1 超聲波電源頻率控制方案分析36
• 3.2 主程序流程圖設(shè)計36-37
• 3.3 A/D采樣程序設(shè)計37-38
• 3.4 PID控制程序設(shè)計38-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第4章 控制系統(tǒng)設(shè)計及仿真42-57
• 4.1 控制系統(tǒng)的設(shè)計42-47
• 4.1.1 控制芯片的選擇及介紹42-43
• 4.1.2 PIC單片機的時鐘模塊及復(fù)位電路43
• 4.1.3 采樣電路的實現(xiàn)43-44
• 4.1.4 電流電壓相位比較的實現(xiàn)44
• 4.1.5 LCD顯示44-45
• 4.1.6 柵極驅(qū)動電路的設(shè)計45-46
• 4.1.7 保護電路46-47
• 4.2 控制系統(tǒng)的仿真47-56
• 4.2.1 死區(qū)時間形成電路仿真及分析48-50
• 4.2.2 PID參數(shù)設(shè)置對頻率跟蹤的影響50-52
• 4.2.3 頻率自動跟蹤控制仿真及分析52-56
• 4.3 本章小結(jié)56-57
• 第5章 結(jié)論57-58
• 參考文獻58-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文61-62
• 致謝62-63
• 附錄63-72

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本文編號：425222