【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高电压，更具体地，涉及一种任意高压脉冲波形生成方法、装置、系统及存储介质。
技术介绍
1、高压脉冲发生器产生高压脉冲波形，在气体放电、生物电穿孔、等离子体医疗、废水处理和食品处理等领域均有重要的应用。
2、现有的高压脉冲发生器常规的输出波形为矩形波形或指衰减波形，一般通过设计硬件电路实现对应波形的输出。但是，在一些应用中需要采用特殊的波形或复杂波形来实现特定的效果，若是仍然只采用硬件电路设计，如何控制开关管是非常复杂的问题，甚至无法生成所需的波形。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷和改进需求，本专利技术提供了一种任意高压脉冲波形生成方法、装置、系统及存储介质，其目的在于实现任意波形的智能化生成。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的第一方面，提供了一种任意高压脉冲波形生成方法，包括：
3、s1、将期望波形拟合为多电平阶梯波；其中，采用n个串联的高压脉冲产生基本单元产生所述期望波形；
4、s2、将多电平阶梯波的n个正极性电平和n个负极性电平按照所述高压脉冲产生基本单元的串联顺序依次对应编号为1至n，-1至-n；
5、s3、按照时序依次扫描所述多电平阶梯波，在当前时刻，若检测到电平编号由||i||到||j||跳变，||i||＜||j||，则控制电平编号||i||至电平编号||j||之间除电平编号||i||之外的其它电平编号对应的高压脉冲产生基本单元中负责输出对应极性电压的开关管导通；
6、若检测到
7、s4、根据s3中每个开关管的导通和关断时序，产生对应的驱动信号，以驱动所述高压脉冲产生基本单元中对应的开关管输出所述期望波形。
8、进一步地，s2之前，还包括：
9、若多电平阶梯波中电平对应的高压脉冲产生基本单元中开关管的导通时间或关断时间t小于预设的时间阈值t1，则将所述电平对应的阶梯波削平，直至t≥tmin；其中，t1＜tmin，tmin表示对应的开关管最小导通时间或最小关断时间；
10、若t1≤t≤tmin，则将所述电平对应的开关管的最小脉宽延长至不小于tmin。
11、进一步地，若所述期望波形对应的负载为容性负载，还包括：
12、计算所述容性负载对应的截尾时刻；
13、将s3中与截尾过程有关的开关管的导通和关断时序加上在所述截尾时刻对应的导通关断时间后得到的新时序作为所述导通和关断时序。
14、进一步地，s4中，根据s3中每个开关管的导通和关断时序，产生对应的驱动信号，包括：
15、将所述导通和关断时序转换为开关矩阵表；
16、将所述开关矩阵表串行输入至存储单元，触发后从所述存储单元中并行读取，以产生对应的驱动信号。
17、进一步地，采用磁隔离方式所述驱动信号。
18、进一步地，所述高压脉冲产生基本单元为全固态脉冲发生单元。
19、按照本专利技术的第二方面，提供了一种任意高压脉冲波形生成装置，用于执行第一方面任一项所述的任意高压脉冲波形生成方法，所述任意高压脉冲波形生成装置包括：
20、多电平阶梯波拟合模块，用于将期望波形拟合为多电平阶梯波；
21、多电平阶梯波编号模块，用于将多电平阶梯波的n个正极性电平和n个负极性电平按照所述高压脉冲产生基本单元的串联顺序依次对应编号为1至n，-1至-n；
22、开关时序生成模块，用于按照时序依次扫描所述多电平阶梯波，在当前时刻，若检测到电平编号由||i||到||j||跳变，||i||＜||j||，则控制电平编号||i||至电平编号||j||之间除电平编号||i||之外的其它电平编号对应的高压脉冲产生基本单元中负责输出对应极性电压的开关管导通；
23、若检测到电平编号由||j||到||i||跳变，则控制电平编号i至电平编号j之间除电平编号i之外的其它电平编号对应的高压脉冲产生基本单元中负责输出对应极性电压的开关管关断；其中，针对所述正极性电平，i，j取1，2，…，n，所述对应极性电压为正极性电压；针对所述负极性电平，i，j取-1，-2，…，-n，所述对应极性电压为负极性电压；
24、逻辑控制模块，用于根据所述开关时序生成模块得到的每个开关管的导通和关断时序，产生对应的驱动信号，以驱动高压脉冲产生基本单元中对应的开关管输出所述期望波形；
25、高压脉冲产生模块，包括n个串联的高压脉冲产生基本单元。
26、进一步地，还包括：界面模块，用于提供人机交互界面；
27、所述人机交互界面包括数据输入区域和波形输出区域；所述数据输入区域的数据输入方式包括：函数、波形数据或图片输入中的至少一种。
28、进一步地，所述数据输入区域的数据输入方式为图片时，根据所述图片获取对应波形数据包括：将所述图片进行二值化，得到对应的二值矩阵；所述二值矩阵中值为0的数据点为所述图片中期望波形对应的矩阵坐标；
29、将所述矩阵坐标归一化后，转换成实际所需的波形数据。
30、按照本专利技术的第三方面，提供了一种任意高压脉冲波形生成系统，包括计算机可读存储介质和处理器；
31、所述计算机可读存储介质用于存储可执行指令；
32、所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令执行第一方面任一项所述的任意高压脉冲波形生成方法；
33、或/和，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述的任意高压脉冲波形生成方法。
34、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
35、(1)本专利技术的任意高压脉冲波形生成方法，通过将期望波形拟合为多电平阶梯波，并对多电平阶梯波进行对应电平编号，按照时序依次扫描多电平阶梯波，在当前时刻，根据检测到的电平编号跳变，控制对应的高压脉冲产生基本单元中负责输出对应极性电压的开关管导通或关断，以生成每个开关管的导通和关断时序，根据该导通和关断时序生成对应的驱动信号以驱动对应各高压脉冲产生基本单元中对应的开关管输出期望波形。本专利技术的方法可以降低各开关管控制的复杂度，实现开关管独立智能控制，进而生成任意期望的波形。
36、(2)进一步地，本专利技术的方法还考虑了器件自身的性能对输出能力的影响，在对期望波形进行多电平阶梯波拟合过程中，考虑到开关管的开通或关断时间间隔要大于对应的最小导通时间或最小关断时间，根据多电平阶梯波中该电平对应的高压脉冲产生基本单元中开关管的导通时间或关断时间与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种任意高压脉冲波形生成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的任意高压脉冲波形生成方法，其特征在于，S2之前，还包括：
3.根据权利要求1或2所述的任意高压脉冲波形生成方法，其特征在于，若所述期望波形对应的负载为容性负载，还包括：
4.根据权利要求1所述的任意高压脉冲波形生成方法，其特征在于，S4中，根据S3中每个开关管的导通和关断时序，产生对应的驱动信号，包括：
5.根据权利要求4所述的任意高压脉冲波形生成方法，其特征在于，采用磁隔离方式所述驱动信号。
6.根据权利要求1所述的任意高压脉冲波形生成方法，其特征在于，所述高压脉冲产生基本单元为全固态脉冲发生单元。
7.一种任意高压脉冲波形生成装置，其特征在于，用于执行权利要求1-6任一项所述的任意高压脉冲波形生成方法，所述任意高压脉冲波形生成装置包括：
8.根据权利要求7所述的任意高压脉冲波形生成装置，其特征在于，还包括：界面模块，用于提供人机交互界面；
9.根据权利要求8所述的任意高压脉冲波形生成装置，其特征在于，所述
10.一种任意高压脉冲波形生成系统，其特征在于，包括计算机可读存储介质和处理器；
...【技术特征摘要】
1.一种任意高压脉冲波形生成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的任意高压脉冲波形生成方法，其特征在于，s2之前，还包括：
3.根据权利要求1或2所述的任意高压脉冲波形生成方法，其特征在于，若所述期望波形对应的负载为容性负载，还包括：
4.根据权利要求1所述的任意高压脉冲波形生成方法，其特征在于，s4中，根据s3中每个开关管的导通和关断时序，产生对应的驱动信号，包括：
5.根据权利要求4所述的任意高压脉冲波形生成方法，其特征在于，采用磁隔离方式所述驱动信号。
6.根据权利要求1所述的任意高压脉冲波形生成...
【专利技术属性】
技术研发人员：李柳霞，高毅凡，刘毅，彭梓皇，谢敬瑶，徐尤来，林福昌，张钦，李化，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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