超声波追频+恒振幅+PI控制

1. 动态支路追频及恒振幅原理

1.1 已知晓换能器的等效阻抗电路为静态电容C0与动态支路C1、L1、R1并联构成，已知换能器两端电压为U(t)=Umaxsin(wt+α)、I1t=Imaxsin(wt)、阻抗角α。如下图所示：

当利用阻抗分析仪采集换能器静态电容C0的大小，就可以计算出静态电容支路电流Ict的大小：

               Ict=C0dutdt=C0Umaxsinwt+αdt

=C0Umaxwcoswt+α=2πfC0Umaxcoswt+α

可得：       Ict=πfC0Umax

由KCL原理可知：

I1t=Ict+Iet

在容性（左）与感性（右）情况下，电流三者向量图如下：

1.2 对于容性下，我们进一步分析可分为三种状态，第一种情况为|Ict|<Icok；第二种情况为|Ict|>Icok；第三种情况为特殊情况为|Ict|=Icok

仅|Ict|=Icok时候，U(t)与Iet阻抗角β为0，既动态支路呈现纯阻性，则必须满足：

|Ict|=Icok=|I1t|sinα|Iet|=Ieok=|I1t|cosα

所以，当第一种情况为|Ict|<Icok，U(t)