功率超声系统负载的检测及模糊控制

摘要

功率超声医疗设备在治疗的过程中,为了取得良好的超声乳化效果,要求振动系统在不同的负载下都具有较大的输出振幅,这就要求振动系统在不同的负载下都工作在匹配状态下.文章首先分析了纵向复合棒大功率换能器加接变幅杆和刀具的振动系统的等效机电模型,然后根据等效机电模型分析了功率超声振动系统动态阻抗匹配的基本原理.同时针对功率超声系统的工作特点设计了一种动态负载在线检测方法,得到反映负载状态及其变化趋势的参数,并根据识别出的动态负载确定出模糊控制器的输入输出参数.最后给出了一种实用的模糊控制算法进行振动系统的动态阻抗匹配.实验结果表明,利用模糊控制器进行动态阻抗匹配能保证振动系统在变负载的情况下仍然获取较高的电功率和较好的超声乳化效果.