[发明专利]一种发射电压自适应的超声检测系统及电压调节方法

权利要求书

1.一种超声检测系统的发射电压自适应调节方法，其特征在于，所述方法包括：

根据超声检测系统的系统噪声和预设期望信噪比计算最佳回波电压幅值；

采集实际回波信号幅值，并根据所述最佳回波电压幅值和多次采集的所述实际回波信号幅值计算误差以及误差变化量；

将所述误差以及所述误差变化量代入模糊PID控制器调节发射电压使所述实际回波信号幅值为所述最佳回波电压幅值；所述发射电压为超声检测系统发射超声波时的激励电压。

2.根据权利要求1所述的超声检测系统的发射电压自适应调节方法，其特征在于，所述根据超声检测系统的系统噪声和预设期望信噪比计算最佳回波电压幅值，具体包括：

所述最佳回波电压幅值为所述系统噪声的幅值与所述期望信噪比的乘积；所述系统噪声的幅值为系统噪声平均值，所述信噪比的单位为倍。

3.根据权利要求1所述的超声检测系统的发射电压自适应调节方法，其特征在于，所述根据超声检测系统的系统噪声和预设期望信噪比计算最佳回波电压幅值之后，还包括：

按照数模转换芯片电压输入的幅值范围设置衰减倍数。

4.根据权利要求1所述的超声检测系统的发射电压自适应调节方法，其特征在于，所述将所述误差以及所述误差变化量代入模糊PID控制器调节发射电压使回波信号的幅值为最佳幅值，具体包括：

将所述误差和所述误差变化量进行量化，得到模糊处理后的模糊误差和模糊误差变化量；

利用模糊控制规则表，根据所述模糊误差和所述模糊误差变化量的值实时获取模糊PID控制器的比例增益系数修正量、积分增益系数修正量和微分增益系数修正量；所述模糊控制规则表将所述模糊误差、所述模糊误差变化量、所述比例增益系数修正量、所述积分增益系数修正量和所述微分增益系数修正量均模糊划分为负大、负中、负小、零、正小、正中和正大七个等级；

利用发射电压的计算公式计算所述发射电压。

5.根据权利要求4所述的超声检测系统的发射电压自适应调节方法，其特征在于，所述发射电压的计算公式为：

e(k)为回波电压误差；e(k-1)为上一次回波电压误差，k为采样序列号，T为采样时间，K_p为比例系数，K_i为积分系数，K_d为微分系数，j为第j次采样，K_p＝K_p0+ΔK_p，K_i＝K_i0+ΔK_i，K_d＝K_d0+ΔK_d，K_p0为模糊PID控制器的初始比例系数，K_i0为模糊PID控制器的初始积分系数，K_d0为模糊PID控制器的初始微分系数，ΔK_p为比例增益系数修正量、ΔK_i为积分增益系数修正量、ΔK_d为微分增益系数修正量。

6.根据权利要求1或3所述的超声检测系统的发射电压自适应调节方法，其特征在于，所述将所述误差以及所述误差变化量代入模糊PID控制器调节发射电压使回波信号的幅值为最佳幅值过程中还包括：

设置发射电压的门限值；

实时判断所述发射电压是否超过所述门限值；当所述发射电压超过所述门限值，而所述实际回波信号幅值还未达到所述最佳回波电压幅值时，将当前的所述发射电压设置为所述发射电压的最大值并发送报错信息。