基于DSP的超聲波電機(jī)轉(zhuǎn)速控制特性的研究.pdf

1、為適應(yīng)靈活性、快速性、簡(jiǎn)便性控制的要求，多年來(lái)國(guó)內(nèi)外科技界和工業(yè)界就一直致力于研究各種新型微電機(jī)。其中，超聲波電機(jī)利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，將材料的微觀(guān)變形通過(guò)共振放大和摩擦耦合轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子或滑塊的宏觀(guān)運(yùn)動(dòng)。它作為一種直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)從20世紀(jì)80年代以來(lái)備受各國(guó)科研工作者的青睞，已成為當(dāng)前機(jī)電控制領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。 本文主要研究環(huán)形行波超聲波電機(jī)(RTWUSM)的速度、位置控制特性。通過(guò)對(duì)直徑為60mm的環(huán)形行波超聲波電機(jī)(本課題

2、組研制)進(jìn)行空載實(shí)驗(yàn)，分析了行波超聲波電機(jī)常用的三種驅(qū)動(dòng)控制方法——調(diào)頻調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速和調(diào)相調(diào)速。針對(duì)電機(jī)特性和本課題的研究?jī)?nèi)容，本文采用調(diào)頻調(diào)速和調(diào)相調(diào)速相結(jié)合的控制方法。 為了實(shí)現(xiàn)高精度的行波超聲波電機(jī)速度、位置控制，本文設(shè)計(jì)了基于DSP的超聲波電機(jī)控制系統(tǒng)，整個(gè)控制系統(tǒng)由上位機(jī)、超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器、超聲波電機(jī)測(cè)試平臺(tái)三部分組成。其中，超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器以TI公司的新型DSP芯片TMS320C2812為核心，大大提高了控

3、制系統(tǒng)的性能。 在上述超聲波電機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上研究行波超聲波電機(jī)的速度、位置控制特性。采用比例控制、PID控制、模糊比例控制算法研究行波超聲波電機(jī)對(duì)梯形波、三角波、正弦波曲線(xiàn)的速度軌跡控制；采用比例控制算法研究行波超聲波電機(jī)對(duì)三角波、正弦波曲線(xiàn)的快速位置軌跡控制。上述研究?jī)?nèi)容的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在本文設(shè)計(jì)的超聲波電機(jī)控制系統(tǒng)上結(jié)合上述控制算法對(duì)行波超聲波電機(jī)進(jìn)行速度、位置控制能夠獲得良好的控制效果。 此外，本文還研究了行