超声波清洗技术是功率超声技术的一个重要发展方向,由于其清洗效果好、无污染、成本低等优点,正逐步代替传统的清洗方式,广泛地应用于实际的生产生活中。超声波发生器是超声波清洗机的核心部分,其输出信号的频率和功率是超声波清洗技术的关键指标。超声波换能器在恶劣的工作环境下会发生老化、产生机械损耗,导致其固有的谐振频率发生漂移,若超声波发生器输出信号频率与换能器谐振频率不匹配,则会使换能器工作效率降低,影响超声波清洗机的安全运行。为解决换能器谐振频率漂移问题,在对换能器相关特性分析后,本文研制了一种基于STM32单片机、输出功率可调、换能器谐振频率自动跟踪的超声波发生器。该超声波发生器主功率电路由整流滤波电路、逆变电路和高频变压器三部分组成,采用移相PWM控制技术调节超声波发生器的输出功率。控制系统电路以STM32F407ZGT6为处理芯片,采用数字锁相技术实现换能器谐振频率的跟踪,并设计了相应的相位差信息采集电路和信号驱动电路。在软件方面,利用Keil编译器设计了超声波发生器控制系统程序。在控制算法方面,采用模糊PI控制,并对模糊控制器进行了设计。最后,本文对各电路模块进行测试,并在MATLAB/Simulink上搭建超声波发生器仿真模型进行验证,结果证明,所设计的超声波发生器可以较好地实现对换能器谐振频率的跟踪。