[发明专利]控制包括欠负载时的压电动力超声波堆的机械激励的幅度的方法

权利要求书

1.一种将压电动力超声波堆的末端处的机械激励的幅度控制在需要的幅度设定点的方法，包括当所述压电动力超声波堆为欠负载时，其中所述超声波堆的压电超声波转换器由超声波电源激励，所述方法包括：

通过将激励所述压电超声波转换器的运动电压的幅度和激励所述压电超声波转换器的运动电流的幅度中的一个乘以所述运动电压和所述运动电流之间的相位差角的余弦值，利用控制回路反馈控制器实时确定所述压电动力超声波堆的末端处的机械激励的真实幅度，包括当所述压电动力超声波堆为欠负载时；以及

利用所述控制回路反馈控制器实时控制所述超声波电源以控制所述超声波电源的输出电压和输出电流中的至少一个的输出幅度，使得所述确定的所述压电动力超声波堆的末端处的机械激励的真实幅度将会在所述需要的幅度设定点处。

2.根据权利要求1所述的方法，其中利用所述控制回路反馈控制器实时确定所述压电动力超声波堆的末端处的机械激励的真实幅度包括将激励所述压电超声波转换器的运动电压的所述幅度乘以所述运动电压和所述运动电流之间的所述相位差角的余弦值，以及利用所述控制回路反馈控制器实时控制所述超声波电源以控制所述输出电压的所述输出幅度。

3.根据权利要求1所述的方法，包括利用所述确定的所述压电动力超声波堆的末端处的机械激励的真实幅度作为对所述控制回路反馈控制器的反馈信号，以及利用所述需要的幅度设定点作为对所述控制回路反馈控制器的输入信号，以及使所述控制回路反馈控制器生成指示所述反馈信号和所述输入信号之间的差异的误差信号，并且在控制所述超声波电源中利用所述误差信号来控制所述超声波电源的输出电压和输出电流中的所述至少一个的输出幅度。

4.根据权利要求3所述的方法，包括利用比例积分微分控制器、比例积分控制器以及比例控制器中的一个作为所述控制回路反馈控制器。

5.根据权利要求4所述的方法，包括利用所述比例积分微分控制器作为所述控制回路反馈控制器。

6.根据权利要求1所述的方法，包括在显示器上显示所述确定的机械激励的真实幅度。

7.根据权利要求1所述的方法，其中利用控制回路反馈控制器实时确定所述压电动力超声波堆的末端处的机械激励的真实幅度包括将所述真实幅度确定为真实RMS幅度、真实零峰幅度以及真实峰峰幅度中的一个，以及

当所述真实幅度是RMS幅度时，将激励所述压电超声波转换器的所述运动电压的RMS幅度和激励所述压电超声波转换器的运动电流的RMS幅度中的一个乘以所述运动电压和所述运动电流之间的所述相位差角的余弦值，以确定所述压电动力超声波堆的末端处的机械激励的真实RMS幅度，

当所述真实幅度是峰峰幅度时，将激励所述压电超声波转换器的所述运动电压的峰峰幅度和激励所述压电超声波转换器的运动电流的峰峰幅度中的一个乘以所述运动电压和所述运动电流之间的所述相位差角的余弦值，以确定所述压电动力超声波堆的末端处的机械激励的真实峰峰幅度，以及

当所述真实幅度是零峰幅度时，将激励所述压电超声波转换器的所述运动电压的零峰幅度和激励所述压电超声波转换器的所述运动电流的零峰幅度中的一个乘以所述运动电压和所述运动电流之间的相位差角的所述余弦值，以确定所述压电动力超声波堆末端处的机械激励的真实零峰幅度。

8.一种超声波系统，包括：

压电动力超声波堆，其具有由超声波电源激励的压电超声波转换器；

控制回路反馈控制器，所述控制回路反馈控制器被配置成通过将激励所述压电超声波转换器的运动电压的幅度和激励所述压电超声波转换器的运动电流的幅度中的一个乘以所述运动电压和所述运动电流之间的相位差角的余弦值，来实时确定所述压电动力超声波堆末端的机械激励的真实幅度，包括当所述压电动力超声波堆为欠负载时；以及

所述控制回路反馈控制器被配置成实时控制所述超声波电源以控制所述超声波电源的输出电压和输出电流中的至少一个的输出幅度，使得所述确定的所述压电动力超声波堆末端处的机械激励的真实幅度将会在需要的幅度设定点处。