一种超声波焊接电源频率模糊自适应追频方法与流程

本发明涉及超声波焊接技术领域，具体是一种超声波焊接电源频率模糊自适应追频方法。

背景技术：

现有的超声波焊接机的声学系统主要由超声波发生器、超声波换能器、超声波变幅杆、焊头组成。在焊接过程中由于焊接负载和超声波声学系统的温度、能量损耗、焊接面积、焊头加工磨损等原因，超声波发生器负载的等效电容和电阻会随着工作发生变化，会导致超声波声学系统的固有频率发生漂移，如果超声波发生器的电源频率不进行跟随变化，会导致超声波系统不再谐振点工作，降低工作效率，而且加剧了换能器的损耗。而且即便是同一功率的、同一型号的超声波换能器的谐振频率特性都存在一定的差异性，因此超声波发生器必须有追频功能，保证超声波发生器中的逆变器触发脉冲的频率跟随负载的谐振频率，同时超声波发生器可以根据不同的换能器的特性做到针对性的追频控制。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种超声波焊接电源频率模糊自适应追频方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种超声波焊接电源频率模糊自适应追频方法，包括如下步骤：

步骤一：开启超声波发生器，控制器通过驱动控制器控制逆变器输出一定的初始工作频率f0，初始工作频率f0根据经验数据确定的超声波系统空载谐振频率；

步骤二：通过电流检测模块将电流反馈给模糊控制器，模糊控制器中通过将电流模糊化，然后作为模糊控制器的模糊输入i，模糊控制器通过已经制定的模糊规则进行模糊推理，得到频率的模糊输出，然后将模糊输出清晰化计算，得到模糊控制器输出频率fn，将此频率输出给驱动控制器，驱动控制器驱动逆变器改变电流输出频率；

步骤三：将电流反馈给模糊控制器的同时，也将电流反馈给模糊控制器的知识库；因为模糊控制器的知识库初始工作数据为通用数据，每一个换能器的特性都有所不同，因此将电流反馈给知识库，根据不同换能器的工作特性将知识库不断更新为属于本超声波系统的知识库，这就是模糊控制器的自适应功能，随着超声波系统的不断工作，模糊控制器的追频效果会越来越好。

作为本发明进一步的方案：所述超声波发生器包括市电电压输入、整流滤波、逆变电路、负载匹配、电流反馈模块、模糊控制器以及控制驱动模块；超声波发生器为超声波换能器提供一定频率的电源。

作为本发明再进一步的方案：所述知识库中根据换能器的基本特性和反复实验数据，将换能器频率电流变化的知识经验数据作为规则保存在知识库中，同时将电流反馈给知识库，根据不同的换能器不断的更新知识库，随着超声波系统的运行，知识库会不断的完善数据，使数据和规则更符合特定的换能器的谐振特性。

作为本发明再进一步的方案：所述超声波发生器的输入为市电220v的交流电源，通过整流滤波模块将交流电源变为直流，然后在通过逆变器将直流电源逆变为所需要的频率的正弦或类正弦电流。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可以实现超声波发生器频率跟踪功能，使超声波发生器能够跟随由于超声波发生器负载的等效电容和电阻会随着工作发生变化而导致超声波声学系统的固有频率发生的漂移。使整个超声波系统始终工作在谐振状态，输出最大功率，这种模糊控制追频方法实时反映速度较快，电路简单，成本较易于实现的优点。

附图说明

图1为本发明超声波系统模块构成图。

图2为本发明超声波模糊控制程序流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种超声波焊接电源频率模糊自适应追频方法，包括如下步骤：

步骤一：开启超声波发生器，控制器通过驱动控制器控制逆变器输出一定的初始工作频率f0，初始工作频率f0根据经验数据确定的超声波系统空载谐振频率；

步骤二：通过电流检测模块将电流反馈给模糊控制器，模糊控制器中通过将电流模糊化，然后作为模糊控制器的模糊输入i，模糊控制器通过已经制定的模糊规则进行模糊推理，得到频率的模糊输出，然后将模糊输出清晰化计算，得到模糊控制器输出频率fn，将此频率输出给驱动控制器，驱动控制器驱动逆变器改变电流输出频率；

步骤三：将电流反馈给模糊控制器的同时，也将电流反馈给模糊控制器的知识库；因为模糊控制器的知识库初始工作数据为通用数据，每一个换能器的特性都有所不同，因此将电流反馈给知识库，根据不同换能器的工作特性将知识库不断更新为属于本超声波系统的知识库，这就是模糊控制器的自适应功能，随着超声波系统的不断工作，模糊控制器的追频效果会越来越好。

所述超声波发生器包括市电电压输入、整流滤波、逆变电路、负载匹配、电流反馈模块、模糊控制器以及控制驱动模块；超声波发生器为超声波换能器提供一定频率的电源。

所述知识库中根据换能器的基本特性和反复实验数据，将换能器频率电流变化的知识经验数据作为规则保存在知识库中，同时将电流反馈给知识库，根据不同的换能器不断的更新知识库，随着超声波系统的运行，知识库会不断的完善数据，使数据和规则更符合特定的换能器的谐振特性。

所述超声波发生器的输入为市电220v的交流电源，通过整流滤波模块将交流电源变为直流，然后在通过逆变器将直流电源逆变为所需要的频率的正弦或类正弦电流。

本发明的工作原理是：本发明中超声波发生器利用电源反馈模块接收超声波系统电流，然后将电流信号传送给模糊控制器和知识库，模糊控制器根据预存在知识库中的数据及模糊规则对输入的电流模糊变量进行模糊运算，得到适当的模糊输出，然后将模糊输出量清晰化之后输送给驱动器，驱动逆变器改变超声波发生器的频率输出。

在知识库中根据换能器的基本特性和反复实验数据，将换能器频率电流变化的知识经验数据作为规则保存在知识库中，同时将电流反馈给知识库，根据不同的换能器不断的更新知识库，随着超声波系统的运行，知识库会不断的完善数据，使数据和规则更符合特定的换能器的谐振特性。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种超声波焊接电源频率模糊自适应追频方法，包括如下步骤：步骤一：开启超声波发生器，控制器通过驱动控制器控制逆变器输出一定的初始工作频率f0，初始工作频率f0根据经验数据确定的超声波系统空载谐振频率；步骤二：通过电流检测模块将电流反馈给模糊控制器，模糊控制器中通过将电流模糊化，然后作为模糊控制器的模糊输入I，模糊控制器通过已经制定的模糊规则进行模糊推理，得到频率的模糊输出，然后将模糊输出清晰化计算，得到模糊控制器输出频率fn；步骤三：将电流反馈给模糊控制器的同时，也将电流反馈给模糊控制器的知识库；本发明采用模糊控制追频方法实时反映速度较快，电路简单，成本较易于实现的优点。

技术研发人员：蒋传庆
受保护的技术使用者：深圳市大七易科技有限公司
技术研发日：2018.03.13
技术公布日：2018.09.07