行波超聲波電機(jī)運動模型的研究.pdf

1、超聲波電機(jī)是一種利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，把電能轉(zhuǎn)化為彈性體（定子）振動的新型直接驅(qū)動電機(jī)。和傳統(tǒng)的電磁電機(jī)相比，它具有低速大轉(zhuǎn)矩、體積小、無電磁干擾、動作響應(yīng)快、斷電自鎖等優(yōu)點，適合用在非連續(xù)運動領(lǐng)域和精密控制領(lǐng)域。雖然目前還不能完全替代傳統(tǒng)的電磁電機(jī)，但在一些特定的應(yīng)用場合取代電磁電機(jī)是發(fā)展的趨勢。
　　 本文以直徑30mm的行波超聲波電機(jī)為研究對象，在其控制電路、驅(qū)動電路、穩(wěn)態(tài)特性、瞬態(tài)特性以及轉(zhuǎn)速響應(yīng)的辨識模型等方面展開

2、研究，具體的研究內(nèi)容如下：
　　 首先系統(tǒng)總結(jié)了超聲波電機(jī)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀、特點、分類以及目前的應(yīng)用領(lǐng)域，在此基礎(chǔ)上明確了研究意義，提出了本文的研究內(nèi)容。在對行波超聲波電機(jī)運行機(jī)理的分析基礎(chǔ)上，得出了其調(diào)頻、調(diào)相、調(diào)幅等控制方法以及推挽、半橋和全橋驅(qū)動逆變電路的優(yōu)缺點。
　　 接著介紹了基于雙DSP和FPGA的行波超聲波電機(jī)測控系統(tǒng)，其中對控制部分測速功能的實現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，包括接口電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路以及測速方法的軟件

3、實現(xiàn)。驅(qū)動部分的設(shè)計包含了基于脈沖變壓器的推挽電路和全橋電路，分析比較了這兩種電路的特點，重點研究了功率放大部分的脈沖變壓器的設(shè)計。
　　 最后利用該測控系統(tǒng)對直徑30mm的行波超聲波電機(jī)的穩(wěn)態(tài)特性：調(diào)頻調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速以及調(diào)相調(diào)速和瞬態(tài)特性：轉(zhuǎn)速脈動、啟動特性以及關(guān)斷特性進(jìn)行了測試和分析。在此基礎(chǔ)上，利用系統(tǒng)辨識法，通過對實驗數(shù)據(jù)的觀察和分析，建立在特定切換頻率范圍內(nèi)的電機(jī)轉(zhuǎn)速響應(yīng)的近似數(shù)學(xué)模型。選取二階微分方程為其等效數(shù)學(xué)模型