匹配电路是超声振动系统的重要组成部分,其参数设计的好坏影响换能器的振动效果以及超声振动系统的电能利用效率。小功率超声电源的匹配技术已相当成熟,由于压电超声换能器工作在大功率时其等效阻抗具有复杂的非线性,现有的非线性理论难以对大功率下的换能器进行分析,导致大功率超声电源的匹配技术尚未成熟,进行参数设计时一般依靠工程经验进行计算。为解决大功率下压电超声换能器状态分析以及大功率超声电源的匹配参数优化问题,主要做了以下研究:（1）依据梅森等效电路分析了小功率下压电换能器阻抗特性,推导了换能器容性区频率与阻性频率的电感电容L型匹配计算公式;分析了影响大功率下压电超声换能器非线性的主要因素。（2）通过实验分析了小信号下静压力对压电超声换能器阻抗特性影响,总结出静压力对换能器各等效电参数以及特征频率的影响规律;通过动态测力计研究塑料超声焊接过程换能器的阻抗特性,得出静态负载下测得的谐振电阻近似焊接过程谐振电阻的平均值;对工作在反谐振频率的大功率金属焊接压电超声换能器进行研究,提出反谐振电阻关于驱动电压与驱动频率的数学模型,并通过实验验证了模型的可行性。（3）通过MATLAB对基于阻性状态换能器的电感电容L型匹配电路的阻抗特性进行分析,得出固定匹配参数下换能器等效电阻与频率对匹配电路调谐效果的影响规律;通过SABER仿真软件对变压器-电感电容L型匹配电路进行研究,总结了变压器变比、匹配电感、匹配电容在拓扑容性、阻性、感性三种不同状态下对匹配电路的电感电流、输出电压、输出电流的影响规律,为匹配参数的优化提供参考;提出基于压电换能器反谐振电阻拟合模型的大功率超声电源变压器-电感电容L型匹配电路的参数优化方法。（4）对基于数学模型的匹配参数优化方法进行匹配实验验证。通过小功率匹配方法、工程经验方法、基于数学模型的匹配参数优化方法三种不同的匹配方法进行匹配参数设计,从匹配电路的传递效率、滤波效果以及焊件的焊接形貌三个方面对匹配参数进行评价。实验结果表明,小功率匹配规律在大功率的匹配设计中并不适用,所得出的匹配参数在实际工作时产生严重失谐;与工程经验所得匹配参数相比,参数优化后匹配电路的电能传递效率更高、选频特性更好;焊接形貌主要与换能器两端的输入功率有关,当功率相近时焊接效果相似。