锁相环电路在超声旋转加工设备中的应用

频率自动跟踪技术是超声旋转加工的关键技术之一.本文阐述了超声旋转加工过程以及超声旋转加工过程中频率自动跟踪的必要性,介绍了超声波发生器的频率自动跟踪系统在超声加工中的实现方法,即声反馈法和电反馈法,重点分析了电反馈法中的锁相环电路频率跟踪方法,得出结论:锁相环电路能够满足超声旋转加工要求的频率自动跟踪.     

基于ARM的感应式超声电源

研制了一种基于ARM的感应式超声电源,用于旋转超声加工机床。重点分析了感应式超声电源频率跟踪的工作原理,给出了软件方法进行粗调,硬件锁相环进行细调的频率跟踪方式。设计了以ARM处理芯片为核心的控制电路,并给出系统频率跟踪控制的流程图。实验结果表明,超声电源频率跟踪效果良好,振幅保持恒定。     

基于模糊自寻优控制方法的自动频率跟踪

本文研究了功率超声外科手术设备的自动频率跟踪技术.首先,分析了功率超声振动系统中振速与频率之间关系,把频率跟踪过程表述为一维变极值点的寻优问题.然后,结合自寻最优自适应控制方法和模糊控制方法,提出了一种模糊自寻优控制方法来实现自动频率跟踪.通过对梯度自寻优控制方法和模糊自寻优控制方法进行实验比较,得出模糊自寻优控制方法能够解决频率瞬变漂移的跟踪问题.     

超声加工中超声发生器的频率跟踪技术

频率跟踪是超声电源的一个重要特性。文中讨论了超声加工中自动频率跟踪的必要性，分析了自动额率跟踪的原理，阐述了其在超声加工中的实现方式。     

高效压电陶瓷加工原理探讨

针对波导管等特殊管状物体内壁的加工,提出了内腔压电超声换能推挤原理,采用了具有频率自动跟踪系统的超声波发生器,自行设计了用于管内腔超声推挤的压电陶瓷换能器,并设计给出了变幅杆--推刀振动子系统的谐振频率、位移节点、放大倍数等计算公式,测出了声学系统的电导--电纳特性,并进行了工艺试验,探讨了超声推挤过程.     

超声电机的阻抗角特性及其控制技术研究

阻抗角特性是超声电机的一个重要特性,在超声电机的频率跟踪技术中也是一个重要特性,深入研究超声电机的阻抗角特性有利于在实践中更好地掌握电机的控制特性。现根据超声电机的工作特点,深入分析了超声电机的阻抗角特性,对一种基于阻抗角特性的频率跟踪技术进行了探讨,阐述了该技术的特性,并通过实验进行了验证。     

表面微坑超声加工装置中超声电源的研制

介绍了表面微坑超声加工的基本原理，分析了相位控制频率跟踪的原理及实现方法，给出了表面微坑超声加工装置超声电源的总体结构。并采用HC单片机、74HCA046锁相环、UC3875移相控制器等器件设计并实现了具有频率自动跟踪、输出功率可调节的超声电源。表面微坑超声加工试验表明，该超声电源可实现频率自动跟踪，且工作稳定，满足表面微坑超声加工的要求。     

具有复合型工具的超声加工声学系统设计北大核心

针对传统加工硬脆材料和复合材料时,会产生加工难度高、加工效率低、加工质量差等问题,对旋转超声加工技术加工硬脆材料和复合材料时采用的具有复合型工具的旋转超声加工声学系统进行了研究。阐述了旋转超声加工的工作机理;运用Pro/E软件对新型旋转超声加工声学系统进行了结构设计;选定夹心式压电换能器,根据四端网络法、放大系数方程和频率方程设计出了1/4波长的新型复合变幅杆,依据等效质量法设计出了新型电镀金刚石复合刀具;利用ANSYS Workbench软件对新型复合变幅杆和新型复合刀具进行了模态分析,得出了模型最优解;通过硬脆材料实验对该超声加工的声学系统进行了验证。研究结果表明:变幅杆和刀具在频率20k Hz左右时振幅达到最大,是理想振型;该声学系统的设计可以满足加工硬脆材料和复合材料的要求。     

具有复合型工具的超声加工声学系统设计

针对传统加工硬脆材料和复合材料时,会产生加工难度高、加工效率低、加工质量差等问题,对旋转超声加工技术加工硬脆材料和复合材料时采用的具有复合型工具的旋转超声加工声学系统进行了研究。阐述了旋转超声加工的工作机理;运用Pro/E软件对新型旋转超声加工声学系统进行了结构设计;选定夹心式压电换能器,根据四端网络法、放大系数方程和频率方程设计出了1/4波长的新型复合变幅杆,依据等效质量法设计出了新型电镀金刚石复合刀具;利用ANSYS Workbench软件对新型复合变幅杆和新型复合刀具进行了模态分析,得出了模型最优解;通过硬脆材料实验对该超声加工的声学系统进行了验证。研究结果表明:变幅杆和刀具在频率20k Hz左右时振幅达到最大,是理想振型;该声学系统的设计可以满足加工硬脆材料和复合材料的要求。     

铸造用超声换能系统的动力学特性

基于有限元法和试验测试,研究了铸造用超声换能系统动力学特性。借助ANSYS压电耦合分析功能,分析了该超声换能系统常温下的谐振频率、振型及端面输出振幅。进行了瞬态热传导仿真,得到了超声换能系统铸造条件下1 200s内温度分布,在此基础上求得了超声换能系统在不同温度场下的谐振频率。通过激光测振仪及铸造试验对仿真结果进行了验证,分析和试验结果对超声换能系统优化及频率跟踪功能设计具有一定的指导意义。