一种波形相位识别方法、装置、系统、计算机和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种波形相位识别方法、装置、系统、计算机和存储介质。该方法包括：获取对电压波形和电流波形进行采样得到的电压波形数据和电流波形数据；于电压波形数据和电流波形数据均不存在直流分量时，将电压波形数据和电流波形数据分别存储至电压数组和电流数组中；对电压数组和电流数组进行减运算确定差值数组；确定差值数组中相邻零点的第一下标值和第二下标值；根据第一下标值和第二下标值之间的距离确定电压子数组和电流子数组；根据电压数组或电流数组中第一下标值和第二下标值对应的第一电压值和第二电压值，或第一电流值和第二电流值，以及电压子数组和电流子数组确定相位关系，从而提高了相位识别效率和准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种波形相位识别方法、装置、系统、计算机和存储介质
本专利技术实施例涉及信号处理技术，尤其涉及一种波形相位识别方法、装置、系统、计算机和存储介质。
技术介绍
超声控制系统中，通常根据超声换能器的谐振频率来调节超声换能器的工作频率，以使超声换能器工作在谐振状态，从而获得最大的工作效率和振动振幅。若超声换能器工作在失谐状态，则由于超声换能器呈感性或容性导致工作效率降低，无用功率也会转换为热量导致超声换能器温度升高，从而影响了超声换能器的稳定性以及大大降低了超声换能器的寿命。现有技术中，通常根据超声换能器负载两端的电压波形和电流波形的相位鉴别超声换能器是否工作在谐振状态，即当电压波形和电流波形同相时，确定超声换能器工作在谐振状态。通常的鉴别手段是采用硬件鉴相电路，即将电压波形和电流波形利用比较器生成方波，通过数字电路判断方波中重叠部分与非重叠部分的脉冲宽度，进而确定电压波形和电流波形的相位差。然而，这种硬件鉴别手段往往因波形幅度的差异使得计算准确性低，并且电路成本高以及鉴别过程复杂。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种波形相位识别方法、装置、系统、计算机和存储介质，以降低成本，简化识别过程，并提高识别效率和准确性。第一方面，本专利技术实施例提供了一种波形相位识别方法，包括：获取模数转换器对超声换能器负载两端的电压波形和电流波形进行采样得到的电压波形数据和电流波形数据；于所述电压波形数据和所述电流波形数据均不存在直流分量时，将所述电压波形数据和所述电流波形数据分别存储至对应的电压数组和电流数组中；对所述电压数组和所述电流数组进行减运算，并将运算结果确定为差值数组；根据所述差值数组确定相邻零点的第一下标值和第二下标值；获取所述电压数组中所述第一下标值和所述第二下标值对应的第一电压值和第二电压值，或者所述电流数组中所述第一下标值和所述第二下标值对应的第一电流值和第二电流值；根据所述第一下标值和所述第二下标值之间的距离确定所述电压数组和所述电流数组分别对应的电压子数组和电流子数组；根据所述第一电压值和所述第二电压值或者所述第一电流值和所述第二电流值，以及所述电压子数组和所述电流子数组确定所述电压波形和所述电流波形的相位关系，其中，所述相位关系包括：所述电压波形与所述电流波形同相、所述电压波形与电流波形反相、所述电压波形超前所述电流波形以及所述电流波形超前所述电压波形。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种波形相位识别装置，包括：波形数据获取模块，用于获取模数转换器对超声换能器负载两端的电压波形和电流波形进行采样得到的电压波形数据和电流波形数据；数组存储模块，用于所述电压波形数据和所述电流波形数据均不存在直流分量时，将所述电压波形数据和所述电流波形数据分别存储至对应的电压数组和电流数组中；差值数组确定模块，用于对所述电压数组和所述电流数组进行减运算，并将运算结果确定为差值数组；下标值确定模块，用于根据所述差值数组确定相邻零点的第一下标值和第二下标值；电压电流值获取模块，用于获取所述电压数组中所述第一下标值和所述第二下标值对应的第一电压值和第二电压值，或者所述电流数组中所述第一下标值和所述第二下标值对应的第一电流值和第二电流值；子数组确定模块，用于根据所述第一下标值和所述第二下标值之间的距离确定所述电压数组和所述电流数组分别对应的电压子数组和电流子数组；相位关系确定模块，用于根据所述第一电压值和所述第二电压值或者所述第一电流值和所述第二电流值，以及所述电压子数组和所述电流子数组确定所述电压波形和所述电流波形的相位关系，其中，所述相位关系包括：所述电压波形与所述电流波形同相、所述电压波形与电流波形反相、所述电压波形超前所述电流波形以及所述电流波形超前所述电压波形。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种超声控制系统，所述系统包括：超声波驱动电源、超声换能器、相位识别装置和模数转换器；其中，所述相位识别装置，与所述模式转换器和所述超声波发送器电连接，用于实现如本专利技术任一实施例所述的波形相位识别方法；所述超声波驱动电源，与所述超声换能器连接，用于向所述超声换能器提供交流电压；所述模数转换器，与所述超声换能器负载两端连接，用于将所述超声换能器负载两端的电压波形和电流波形转换为电压波形数据和电流波形数据；所述超声波换能器，用于将所述交流电压转换为超声波。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机，所述计算机包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本专利技术任一实施例所述的波形相位识别方法。第五方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术任一实施例所述的波形相位识别方法。本专利技术实施例通过获取模数转换器对超声换能器负载两端的电压波形和电流波形进行采样得到的电压波形数据和电流波形数据；于电压波形数据和电流波形数据均不存在直流分量时，将电压波形数据和电流波形数据分别存储至对应的电压数组和电流数组中；并对电压数组和电流数组进行减运算得到差值数组；根据差值数组确定相邻零点的第一下标值和第二下标值；获取电压数组中第一下标值和第二下标值对应的第一电压值和第二电压值，或者电流数组中第一下标值和第二下标值对应的第一电流值和第二电流值；根据第一下标值和第二下标值之间的距离确定电压数组和电流数组分别对应的电压子数组和电流子数组；根据第一电压值和第二电压值或者第一电流值和第二电流值，以及电压子数组和电流子数组确定电压波形和电流波形的相位关系。从而无需电路设计，降低了成本，并且不会受到波形幅度的影响，简化了波形相位的识别过程，以及提高了识别效率和准确性。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的一种波形相位识别方法的流程图；图2是本专利技术实施例一提供的电压波形超前电流波形时的波形示意图；图3是本专利技术实施例一提供的电压波形和电流波形反相时的波形示意图；图4是本专利技术实施例一提供的电压波形和电流波形同相时的波形示意图；图5是本专利技术实施例一提供的电流波形超前电压波形的波形示意图；图6是本专利技术实施例二提供的一种波形相位识别装置的结构示意图；图7是本专利技术实施例三提供的一种超声控制系统的结构示意图；图8是本专利技术实施例四提供的一种计算机的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种波形相位识别方法的流程图，本实施例可适用于识别经模数换能器采样后的电压波形和电流波形的相位关系，尤其可用于超声控制系统中对超声换能器负载两端的电压波形和电流波形的相位关系的识别，同时也可以用于其他需要识别波形相位的应用场景中。该方法可以由波形相位识别装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式来实现，集成于计算机中。该方法具体包括如下步骤：S110、获取模数转换器对超声换能器负载两端的电压波形和电流波形进行采样得到的电压波形数据和电流波形数据。其中，模数转换器根据预设的采样频率对超声换能器负载两端连续的电压波形和电流波形分别进行采样得到对应的离散的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波形相位识别方法，其特征在于，包括：获取模数转换器对超声换能器负载两端的电压波形和电流波形进行采样得到的电压波形数据和电流波形数据；于所述电压波形数据和所述电流波形数据均不存在直流分量时，将所述电压波形数据和所述电流波形数据分别存储至对应的电压数组和电流数组中；对所述电压数组和所述电流数组进行减运算，并将运算结果确定为差值数组；根据所述差值数组确定相邻零点的第一下标值和第二下标值；获取所述电压数组中所述第一下标值和所述第二下标值对应的第一电压值和第二电压值，或者所述电流数组中所述第一下标值和所述第二下标值对应的第一电流值和第二电流值；根据所述第一下标值和所述第二下标值之间的距离确定所述电压数组和所述电流数组分别对应的电压子数组和电流子数组；根据所述第一电压值和所述第二电压值或者所述第一电流值和所述第二电流值，以及所述电压子数组和所述电流子数组确定所述电压波形和所述电流波形的相位关系，其中，所述相位关系包括：所述电压波形与所述电流波形同相、所述电压波形与电流波形反相、所述电压波形超前所述电流波形以及所述电流波形超前所述电压波形。

【技术特征摘要】
1.一种波形相位识别方法，其特征在于，包括：获取模数转换器对超声换能器负载两端的电压波形和电流波形进行采样得到的电压波形数据和电流波形数据；于所述电压波形数据和所述电流波形数据均不存在直流分量时，将所述电压波形数据和所述电流波形数据分别存储至对应的电压数组和电流数组中；对所述电压数组和所述电流数组进行减运算，并将运算结果确定为差值数组；根据所述差值数组确定相邻零点的第一下标值和第二下标值；获取所述电压数组中所述第一下标值和所述第二下标值对应的第一电压值和第二电压值，或者所述电流数组中所述第一下标值和所述第二下标值对应的第一电流值和第二电流值；根据所述第一下标值和所述第二下标值之间的距离确定所述电压数组和所述电流数组分别对应的电压子数组和电流子数组；根据所述第一电压值和所述第二电压值或者所述第一电流值和所述第二电流值，以及所述电压子数组和所述电流子数组确定所述电压波形和所述电流波形的相位关系，其中，所述相位关系包括：所述电压波形与所述电流波形同相、所述电压波形与电流波形反相、所述电压波形超前所述电流波形以及所述电流波形超前所述电压波形。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取所述电压波形数据和电流波形数据之后，还包括：若所述电压波形数据和所述电流波形数据存在直流分量，则将所述电压波形数据和所述电流波形数据中的每个数据减去对应的直流分量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一电压值和所述第二电压值或者所述第一电流值和所述第二电流值，以及所述电压子数组和所述电流子数组确定所述电压波形和所述电流波形的相位关系，包括：将所述第一电压值和所述第二电压值的差值取绝对值后，确定为电压差值，或者将所述第一电流值和所述第二电流值的差值取绝对值后，确定为电流差值；若所述电压差值或者所述电流差值小于或等于对应的预设值，则对所述电压子数组和所述电流子数组进行减运算并取绝对值后确定为差值子数组，并根据所述电压子数组、所述电流子数组和所述差值子数组确定所述电压波形和所述电流波形的相位关系；若所述电压差值或者所述电流差值大于对应的预设值，则将所述电压子数组和所述电流子数组中零点对应的下标值分别确定为第三下标值和第四下标值，并根据所述第三下标值和所述第四下标值确定所述电压波形和所述电流波形的相位关系。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述电压子数组、所述电流子数组和所述差值子数组确定所述电压波形和所述电流波形的相位关系，包括：判断所述差值子数组中的任一元素值是否均比所述电压子数组和所述电流子数组中相同下标值对应的元素值大；若是，则相位关系确定为所述电压波形与电流波形反相，若否，则相位关系确定为所述电压波形与电流波形同相。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述第三下标值和所述第四下标值确定所述电压波形和所述电流波形的相位关系，包括：若所述第三下标值小于所述第四...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳世格赛思医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44