[发明专利]一种基于模糊PD的频率跟踪搜索方法

权利要求书

1.一种基于模糊PD的频率跟踪搜索方法，其特征在于，包括：

根据超声换能器两端电压电流的相位差计算当前时刻超声换能器的相位差变化率；

根据当前时刻的所述相位差和相位差变化率模糊推理得到频率变化标识符；

根据所述频率变化标识符判断变步长级别，并在所述变步长级别内指数化PD参数；

根据所述PD参数确定超声换能器下一步步长的变化量，并计算超声换能器下一步的输出频率；

所述频率变化标识符的获取方法为：根据预设的模糊规则，采用重心法推理得到；

所述预设的模糊规则为

所述指数化PD参数包括：计算PD调节的比例系数和PD调节的微分系数；

所述PD调节的比例系数的计算公式为：

Kp＝(-1)^k×10^|flag-Z|

所述PD调节的微分系数的计算公式为：

Kd＝Kp/200

式中，Kp为PD调节的比例系数，Kd为PD调节的微分系数，flag为频率变化标识符，flag的变化范围为[0，7.5]，k为变化方向标识符，Z为调节系数；当flag＞4时，k为2；当flag＜4时，k为1，当flag＝4时，Kp＝0，停止频率搜索；flag在[0，2.5]U[5.5，7.5]内时，Z为5；flag在[2.5，5.5]内时，Z为4。

2.根据权利要求1所述的一种基于模糊PD的频率跟踪搜索方法，其特征在于，所述超声换能器的相位差变化率的计算公式为：

式中，dθ为超声换能器的相位差变化率，θ_n为当前时刻超声换能器两端电压电流的相位差，θ_n-1为前一时刻超声换能器两端电压电流的相位差。

3.根据权利要求1所述的一种基于模糊PD的频率跟踪搜索方法，其特征在于，所述超声换能器下一步步长的变化量的计算公式为：

df＝Kp*Δθ_n+Kd*Δθ_n-1

式中，df为超声换能器下一步步长的变化量，Kp为PI调节的比例系数，Kd为PD调节的微分系数，Δθ_n为当前时刻超声换能器两端电压电流的相位差变化量，Δθ_n-1为前一时刻超声换能器两端电压电流的相位差变化量。

4.根据权利要求1所述的一种基于模糊PD的频率跟踪搜索方法，其特征在于，所述超声换能器下一步的输出频率的计算公式为：

f_n+1＝f_n+d_f

式中，f_n+1为超声换能器下一步的输出频率，f_n为超声换能器当前的输出频率，df为超声换能器下一步步长的变化量。