[0022] 下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
[0023] 参见图1-2，本发明超声辅助加工声学系统的超声电源功率调整模型的建模方法，其具体步骤如下：
[0024] 步骤一，振幅参数关系式为：
[0025]
[0026] 式中A1、A2、A3、A4为常数参数，ZF为负载，I为电流，f为谐振频率，A为振幅。通过公式(1)理论分析发现声学系统的负载及电流对振幅有影响。其中，声学系统的负载对振幅有反向作用，声学系统的负载包括静态负载和动态负载，刀具质量是超声声学系统的静态负载。而电流对振幅起着促进作用，但声学系统的电流值难以测得，且电源输出电压一定，因此电流可以等效成声学系统电源功率对振幅的影响。另外，利用ABAQUS谐响应分析发现尖形刀长度对振幅有着促进作用。因此可以发现在静态情况下，超声辅助加工声学系统的振幅受超声功率、尖形刀质量及长度三个因素的影响。
[0027] 步骤二，基于理论分析设计实验，并根据实验原理图(如图1所示)搭建实验平台。该实验平台包括超声声学系统主轴和激光位移测量系统，该超声声学系统主轴上连接有射频功率放大器、阻抗分析仪、匹配电路，射频功率放大器上连接有信号发生器并且与匹配电路连接。为便于研究单参数对振幅的影响，对尖形刀刀座部分进行钻孔处理，使得长度同为
38mm的尖形刀质量不同以及长度分别为38mm和48mm的尖形刀质量相同。通过振幅实验研究超声电源功率、尖形刀质量及长度对振幅的单参数影响及综合影响，记录各组实验数据如表1、表2、表3所示。
[0028] 从质量不同长度同为38mm的刀具振幅实验数据表(如表1)可以看出质量越大的尖形刀，振幅越小；从质量相同长度不同的刀具振幅实验数据表(如表2)可以看出刀具长度越长，振幅则会越大；另外，从长度质量均不同的刀具振幅实验数据表(如表3)可以看出，从综合影响上看，尖形刀长度变长时其质量的变化较小，因此对于未经预处理的尖形刀来说，其整体长度越长，振幅也越大。将三组实验数据表可以发现，超声电源功率越大，振幅越大且两者数据之间基本呈线性关系。
[0029] 表1质量不同长度同为38mm的刀具振幅实验数据表
[0030]
[0031]
[0032] 表2质量相同长度不同的刀具振幅实验数据表
[0033]
[0034] 表3长度质量均不同的刀具振幅实验数据表
[0035]
[0036]
[0037] 步骤三，借助MATLAB运用多元回归分析法对所做实验数据进行回归分析。首先利用MATLAB函数corrcoef对样本数据进行相关性分析得到相关系数矩阵R及线性相关性检验矩阵D：
[0038]
[0039]
[0040] 若是矩阵D中的值Dij＜0.05时，则说明自变量之间具有明显的相关性。可以发现尖形刀质量M与尖形刀长度L具有显著的线性相关性。借助MATLAB中的函数LinearModel.fit进行回归分析得到以振幅为因变量的指导模型：
[0041] A＝46.58+1.44P-2.20M+0.83L (6)
[0042] 式中A为振幅，P为超声电源功率，M为尖形刀质量，L为尖形刀长度。
[0043] 为避免自变量之间的线性相关性而引起多重共线性，进而导致建模参数无效。本发明利用MATLAB自带的基于方差膨胀因子的诊断方法对其进行共线诊断，发现不存在共线性。
[0044] 对所完成的回归分析式(6)进行残差分析，完成异常值的查找并剔除。进而优化回归方程得到以振幅为因变量的指导模型为：
[0045] A＝46.21+1.44P-2.18M+0.83L (2)
[0046] 式中A为振幅，P为超声电源功率，M为尖形刀质量，L为尖形刀长度。
[0047] 步骤四，基于以振幅为因变量的指导模型反推得到超声辅助加工声学系统定振幅输出的超声电源功率调整模型：
[0048] P＝0.69A+1.51M-0.58L-32.09 (3)
[0049] 式中P为超声电源功率，A为振幅，M为尖形刀质量，L为尖形刀长度。
[0050] 步骤五，由于实验所用的超声电源为E&I公司型号为1140LA的射频功率放大器，其显示功率的精度无法达到功率调整模型验证实验的精度要求。因此，本发明通过任意选取一把尖形刀对指导模型式(2)进行实验验证进而验证超声电源功率调整模型(3)。实验数据如表4所示，结果显示实际振幅与理论振幅的最大相对误差仅为7.16％，表明了超声辅助加工声学系统定振幅输出的超声电源功率调整模型的有效性。
[0051] 表4验证实验数据表
[0052]
[0053]
[0054] 本发明的构思是通过实验研究参数对振幅的影响，然后借助MATLAB运用多元线性回归分析法对实验数据进行回归分析建立以振幅为因变量的指导模型；进而反推得出超声辅助加工声学系统定振幅输出的超声电源功率调整模型；为实际加工的振幅调节提供理论指导，通过超声电源功率调整模型对超声电源的调整来保证在采用不同刀具和加工工艺时超声加工特定蜂窝复合材料可以定振幅输出。
