【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，在工程上实现困难。
3、针对匹配网络的研究，现有的匹配结构仅针对低频换能器在空载情况的单一频率进行优化。但在实际情况下，低频换能器工作在指定带宽的频率内，负载特性随着工作频率的变化不同，同时，低频换能器的负载特性必然会因为工况不同而改变，导致阻抗特性变差，使得匹配网络性能降低，影响实际工作效率。
技术实现思路
1、针对低频超
2、本专利技术首先设计了一种lcl-lccl-l匹配网络结构，使得低频超声发生器系统有更高的滤波特性和传输效率，在宽频带下具有更宽的高效率传输区间。其次，基于提出的匹配网络与传递函数曲线特性，提出合理的谐振点划分范围。并提出系统的宽带效率评价函数、谐振抑制评价函数以及约束、匹配网络各匹配元件参数范围，建立多约束下的匹配网络参数优化模型，设计一种改进的鲸鱼优化算法得到匹配网络参数，降低系统整体的谐振干扰，提高电路传输效率，减小总谐波失真率。本专利技术的有益效果将通过申请实施例部分予以展示。
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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S4中所述的智能算法采用改进的鲸鱼算法，所述改进的鲸鱼算法包括包围猎物、发泡网攻击、搜索捕食；
7.一种低频超声发生器的无源滤波器设计及参数优化系统，其特征在于，包括：
【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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