铝合金超声波铸造是一项无污染,高效率且极具发展潜力的新型技术。超声波电源是超声铸造系统中的关键部分,其性能好坏直接影响到铝合金加工的质量。由于超声换能器是一种容性负载,并且其内部动态参数会受铸造工况或工具头磨损等因素的影响而发生变化,致使换能器的谐振频率发生漂移,谐振系统失谐,因此,必须对超声换能器进行合理的动态阻抗匹配才能使其在最佳谐振状态下工作。本文重点对超声波铸造电源中的动态匹配网络及其控制算法进行研究。根据铝合金超声铸造试验所需电源的性能要求,从易于实现、工作稳定的角度出发,确定采用单相二极管不控整流、MOSFET半桥逆变和高频变压器有级调功的主电路拓扑结构。通过分析压电换能器的谐振频率特性,确定将串联谐振频率作为系统的工作频率。经过分析比较各匹配方案,选择采用匹配电容为固定值、匹配电感为调气隙式的可控电抗器的LC网络动态匹配方式,并给出了实现这一方案的电路原理及控制方法。采用BP神经网络对匹配电感量进行预测,利用变步长搜索电流最大值的方法使超声电源的输出频率实时跟踪换能器的谐振频率,将两智能算法相结合共同实现超声波铸造电源的动态匹配功能。利用MATLAB对神经网络的预测过程及电源系统进行了仿真研究,结果表明BP网络能够对匹配电感量进行比较精确的预测,本文采取的动态匹配算法是有效的,符合设计预期。论文所做工作对超声铸造电源的研制具有重要参考价值。