【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及射频电源，具体为一种射频匹配器自动阻抗匹配方法。
技术介绍
1、射频电源匹配器是射频系统中至关重要的组成部分，其技术背景涵盖了多个方面。首先，射频电源匹配器的主要功能是在射频系统中自动调整负载阻抗，以实现最大功率传输。在射频传输过程中，负载阻抗与射频电源的内部阻抗之间的匹配程度直接影响到信号的传输效率和质量。
2、射频电源自动阻抗匹配器利用先进的自动控制算法和技术，能够智能地监测并调整负载阻抗，从而实现最佳的匹配效果，提高整个射频系统的性能和稳定性。
3、为了实现这一目标，可以采用不同的匹配电路，如t型匹配电路、l型匹配电路、π型匹配电路等，这些匹配电路各有特点，适用于不同的应用场景。而射频匹配器的匹配算法，则决定了自动阻抗匹配的速度与精度。因此，有必要研究适用于不同匹配电路的，同时兼顾匹配速度与匹配精度，工程上易于实现和维护的自动阻抗匹配算法。
4、与现有技术对比如下；
5、与专利cn117713733b“基于半自动射频匹配器的匹配方法、装置、设备及介质”的技术对比
6、专利cn117713733b揭示一种基于半自动射频匹配器的匹配方法，包括：构建工作电路，并获取射频匹配器中负载电容和谐调电容的初始占比；本专利构建了一种全自动的射频匹配器匹配方法，全程无需预知串联电容与并联电容的容值或初始占比，完全基于反馈信号进行调谐。两者在技术思路上存在本质区别。
7、专利cn117713733b通过调节负载电容对应的电机，得到负载电容占比，重新读取反射值
8、与专利cn115459646a“一种匹配器电机控制方法和一种半导体工艺设备”的技术对比
9、1.专利cn115459646a提供了一种匹配器电机控制方法和一种半导体工艺设备，所述方法包括：获取射频匹配器电机在预设加速度下，由起始旋转速度加速至峰值旋转速度之间的加速步数；依据所述加速步数控制所述射频匹配器电机运行至目标速度，其中所述目标速度小于或等于所述峰值旋转速度；在所述射频匹配器电机达到所述目标速度后，获取输入阻抗；当所述输入阻抗与预设特征阻抗不一致时，采用所述目标速度更新所述起始旋转速度，并继续执行所述获取所述射频匹配器电机在预设加速度下，由起始旋转速度加速至峰值旋转速度之间的加速步数的步骤，直至所述输入阻抗与所述预设特征阻抗一致。通过本专利技术实施例可以缩短射频匹配器的阻抗匹配时间，降低反射功率；本专利直接对电容进行位置控制，无需繁琐的速度控制环节，本专利技术重点在阐述一种快速、精准、抗扰的匹配算法，重点不在电机的柔性速度规划与控制上。两者在专利技术的内容上与目的上存在本质区别。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种射频匹配器自动阻抗匹配方法，其效果是可以适用于不同的匹配电路，并且能够达到较快的匹配速度与较高匹配精度，而在工程上易于实现和维护。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
3、一种射频匹配器自动阻抗匹配方法，包括以下步骤：
4、步骤1，首次任取一路电机，并对程序变量进行初始化；
5、步骤2，根据当前匹配优化指标所在范围，以对应的固定步长，以及当前任取的运动方向，运动n个离散步，每一步均记录电机位置与优化指标值数据；
6、步骤3，计算步骤2中n步对应的平均斜率值la，并判断当前运动方向是否正确；
7、步骤4，若当前运动方向不正确，则直接跳转电机到步骤2中记录的初始位置，并变更电机的运动方向，重新执行步骤2。若当前运动方向正确，则执行步骤5；
8、步骤5，按照前述步骤确定的电机运动方向，每运行一个离散步，保存一次当前的电机位置和匹配优化指标，保存长度为l。迭代计算一次斜率lc,并判断该步斜率和上一步斜率相比，有无发生变号，若未发生变号，则再次执行步骤5，否则，执行步骤6；
9、步骤6，用搜索算法，找到长度l储存数组中的最小匹配优化指标对应的电机位置，并驱动电机到达；
10、步骤7，判断匹配优化指标是否符合停止优化条件，若是，则结束一轮自动阻抗匹配。否，则切换电机，执行步骤1。
11、进一步，所述步骤2包括：所述的匹配优化指标是驻波比和反射系数能唯一反映匹配程度的量，在划分的各个匹配优化指标分段内，确定对应的电机运动步长表述为：
12、
13、其中，s1,s2,...,sn分别代表各个分段的标号，mn表示第n分段的对应电机运动步长，id表示匹配优化指标，σn和分别代表。
14、进一步，所述步骤3包括：计算n步对应的平均斜率值la，公式如下：
15、
16、其中，mean(·)表示平均值函数，xi是总n步中的第i步对应的电容值大小，yi是总n步中的第i步对应的匹配优化指标大小，na是斜率la的分子部分，da是斜率la的分母部分，若la＜0，则说明当前运动方向使得匹配优化指标下降，方向正确，若la＞0，则方向错误，需要改变运动方向。
17、进一步，所述步骤5包括：按照前述步骤4确定的电机运动方向，每运行一个离散步，保存一次当前的电机位置和匹配优化指标，保存长度为l。迭代计算一次斜率lc，迭代计算方式为：
18、lc1＝(y1-y2)/(x1-x2)
19、其中，lc1是当前时刻的计算斜率，x1是当前时刻的电容位置，x2是上一时刻的电容位置，y1是当前时刻的匹配优化指标值，y2是上一个时刻的匹配优化指标值，记上一次的迭代计算斜率是lc2，若以下条件满足：
20、lc1·lc2＜0
21、则说明斜率符号发生变化，电机驱动当前电容的位置正在经过匹配优化指标的最低点。否则，说明当前运动方向仍未到达优化匹配指标最低点，需要继续寻优。
22、进一步，所述步骤6包括：所述的搜索算法，为顺序查找法或二分法或冒泡排序法，所述的搜索算法，可以是任意一种搜索数组中最小值的方法，如顺序查找法，二分法，冒泡排序法等。
23、进一步，所述步骤7包括：所述的结束条件表示为：
24、y1≤ωe
25、其中，ωe是匹配搜索优化结束的阈值，根据匹配优化指标的选取类型不同以及精度要求来设定。
26、本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：
27、本专利技术通过上述算法流程，对两个电容轮流进行迭代优化，实现了匹配优化指标的最小化。与现有技术相比，本方案通过合理设计匹配优化指标分段；各分段内的电机运动步长；优化结束阈值等少量参数，就能实现对于匹配的快速、准确的效果。本方案本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种射频匹配器自动阻抗匹配方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种射频匹配器自动阻抗匹配方法，其特征在于：所述步骤2包括：所述的匹配优化指标是驻波比和反射系数能唯一反映匹配程度的量，在划分的各个匹配优化指标分段内，确定对应的电机运动步长表述为：
3.根据权利要求1所述的一种射频匹配器自动阻抗匹配方法，其特征在于：所述步骤3包括：计算N步对应的平均斜率值la，公式如下：
4.根据权利要求1所述的一种射频匹配器自动阻抗匹配方法，其特征在于：所述步骤5包括：按照前述步骤4确定的电机运动方向，每运行一个离散步，保存一次当前的电机位置和匹配优化指标，保存长度为L。迭代计算一次斜率lc，迭代计算方式为：
5.根据权利要求1所述的一种射频匹配器自动阻抗匹配方法，其特征在于：所述步骤6包括：所述的搜索算法，为顺序查找法或二分法或冒泡排序法。
6.根据权利要求1所述的一种射频匹配器自动阻抗匹配方法，其特征在于：所述步骤7包括：所述的结束条件表示为：
【技术特征摘要】
1.一种射频匹配器自动阻抗匹配方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种射频匹配器自动阻抗匹配方法，其特征在于：所述步骤2包括：所述的匹配优化指标是驻波比和反射系数能唯一反映匹配程度的量，在划分的各个匹配优化指标分段内，确定对应的电机运动步长表述为：
3.根据权利要求1所述的一种射频匹配器自动阻抗匹配方法，其特征在于：所述步骤3包括：计算n步对应的平均斜率值la，公式如下：
4.根据权利要求1所述的一种射...
【专利技术属性】
技术研发人员：林建亨，许国，郭行格，宁光富，王辉，谢诗铭，刘永露，孙尧，粟梅，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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