一种低频超声发生器的无源滤波器设计及参数优化方法技术

技术编号:41520086 阅读:25 留言:0更新日期:2024-05-30 14:55
本发明专利技术公开了一种低频超声发生器的无源滤波器设计及参数优化方法。首先,设计了低频超声发生器系统的匹配网络,使得低频超声发生器系统有更好的谐振抑制能力和整体效率,减小各类干扰对系统工作时可能造成的影响。其次,从谐振峰值抑制和系统效率性能角度分别提出了宽带效率评价函数和谐振峰值尖峰抑制评价函数,构建了宽带频率下多条件多约束的参数优化模型。最后,提出了新型海狮算法得到优化后的匹配网络元件参数。本发明专利技术解决了传统匹配网络在低频工作时因谐振峰值问题易产生干扰从而影响系统稳定工作的问题,并提高了宽带范围内的效率输出,同时增强了系统的带载能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于低频超声发生器领域,具体涉及一种低频超声发生器的无源滤波器设计及参数优化方法


技术介绍

1、在低频超声发生器系统中,匹配网络是其一个非常重要的组成部分,它用于将超声信号从超声发生器传输到换能器中。匹配网络的主要功能是调节超声发生器和换能器之间的阻抗匹配,使得尽可能多的声波能够传播到目标区域而不会发生过多的信号反射或损失。

2、通过低频超声发生器系统逆变后输出的波形包含大量的谐波分量,谐波分量不仅会增加换能器的能源损耗,严重时甚至会损坏换能器。因此,在连接至换能器前需要匹配网络滤除不期望的谐波,同时,换能器本身为容性负载,匹配网络可通过合适的参数选择提高系统整体的工作效率。匹配网络常用的结构有l、lc拓扑结构,但由于其无源器件的特性,会引起极大的谐振,从而影响系统的稳定性,使得换能器发出不期望的额外信号,严重时甚至毁坏系统中的器件。目前已有几种基本的解决方案,第一种为被动阻尼,在匹配网络中添加电阻,该方法实现简单,但附加阻尼电阻会导致滤波器产生阻尼损失,第二种为主动阻尼,但需要在系统中添加大量的传感器,并结合复杂的控制算法,在工程本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低频超声发生器的无源滤波器设计及参数优化方法,其特征在于该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤S2之前还包括对所述的LCL-LCCL-L匹配电路拓扑进行传递函数的计算,用于谐振点的分析。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤S2中五个谐振点范围具体为:

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于:步骤S3中所述的宽带效率评价函数为:

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于:步骤S3中谐振抑制评价函数以及约束为:

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤...

【技术特征摘要】

1.一种低频超声发生器的无源滤波器设计及参数优化方法,其特征在于该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤s2之前还包括对所述的lcl-lccl-l匹配电路拓扑进行传递函数的计算,用于谐振点的分析。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤s2中五个谐振点范围具体为:

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:孔亚广王强吴世真陈蓉蒋奇航范福鹏陈张平邹洪波赵晓东
申请(专利权)人:杭州电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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