在芳纶蜂窝材料加工过程中引入超声振动，对提高材料表面的加工质量、减少材料与刀具间的摩擦、降低切割温度等性能方面具有显著的提升效果。超声电源在超声加工中处于核心地位，它的性能优劣直接影响超声主轴压电换能系统的振动效果，进而影响芳纶蜂窝材料的加工效果。由于芳纶蜂窝材料结构呈多胞正交各向异性，刀具在实际切割的过程中切削力变化比较快。而压电换能系统作为超声电源的工作负载，在进行超声切割时，频繁变化的切削力导致压电换能系统的谐振频率和等效阻抗会产生较大变化。因此超声电源的频率和功率需要根据负载切削力的变化作出适当的调节，满足材料的加工要求。根据芳纶蜂窝材料独特的加工变化特点，需要研制不同于市场上用于其它加工的数字式超声电源。　　本文首先通过美国EI功率放大器驱动压电换能系统切割芳纶蜂窝材料，利用NI采集卡、测力仪、电压电流传感器等测量设备获取加工过程中切削力和相位角的变化情况。然后根据获知的实验数据，进一步通过实验研究力负载和相位变化对压电换能系统的影响，分析总结出变化规律，为超声电源的设计和调节提供具体的参考依据。　　其次，根据芳纶蜂窝材料的加工特点确定了电源的总体方案，然后根据所设计的电源方案对系统的主电路各功能模块进行了详细的理论分析与参数计算，最后在选择STM32控制芯片的基础上搭建了DDS信号发生电路、IGBT驱动电路、过载过流保护电路、按键及显示接口电路，实现电源硬件系统的搭建。　　再次，对数字式超声电源主电路和超声加工压电换能系统间的匹配电路进行了研究与设计，研究不同匹配方式对压电换能系统工作性能的影响，确定出适合芳纶蜂窝材料超声加工用的匹配方式，并确定出具体的匹配电路。之后针对力负载导致压电换能系统阻抗值变大、电源输出功率变小的问题，利用匹配电路的变阻作用，对匹配后的阻抗公式进行推导计算，算出满足系统空载状态下输出功率最小的最佳匹配点，保证电源的输出功率随力负载的增大而自动调节变大。　　然后，对压电换能系统频率漂移后的跟踪方法进行研究，针对常规PID控制调节不能适应频率实时变化的缺点，加入模糊控制规则，在线实时整定PID的控制参数，通过Simulink仿真平台搭建仿真模型，验证控制对象参数变化后模糊PID和传统数字PID的动态调节效果。结果表明，设计的模糊PID控制算法在动态特性和稳定性方面具有较大优势。　　最后对研制的数字式超声电源分模块进行测试，确保电源系统的正常工作，并对数字超声电源的频率跟踪性能进行测试。测试结果表明，研制的样机可以很好地进行频率跟踪工作，有效地提高了电源的输出效率，满足了芳纶蜂窝材料的超声切削需求。