申请/专利权人：中北大学

申请日：2021-03-11

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN113050096B

主分类号：G01S15/88

分类号：G01S15/88;H02M1/092;G05B11/42

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2021.07.16#实质审查的生效;2021.06.29#公开

摘要：本发明涉及一种发射电压自适应的超声检测系统及电压调节方法，包括数控双极性超声激励电源设计、超声回波接收电路设计和模糊自整定PID控制方案设计。根据系统噪声和期望回波峰值信噪比设定最佳超声回波信号幅值并设置相应衰减倍数，采集回波信号的幅值并计算误差以及误差变化率，利用模糊规则进行模糊推理，查找模糊规则表进行Kp、Ki、Kd参数调整，根据PID控制器求得的控制量控制数控双极性超声激励电源发射电压，为后续的信号处理提供高信噪比、稳定幅值的超声回波信号。

主权项：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；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预设期望信噪比的乘积；所述系统噪声的幅值为系统噪声平均值，所述预设期望信噪比的单位为倍；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；还包括电压门限值判断和报警过程：在模糊控制自适应PID控制电压调节过程中设置发射电压门限值判断，实时判断发射电压是否超过门限值；当发射电压超过所述门限值，而实际回波信号幅值还未达到最佳回波电压幅值时，则说明检测物体超声衰减系数大或者厚度较大超过系统检测范围，将当前的发射电压设置为发射电压的最大值并发送报错信息。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中北大学 一种发射电压自适应的超声检测系统及电压调节方法

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