基于低頻PWM和單神經(jīng)元自適應(yīng)的超聲波電機控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、超聲波電機作為一種基于壓電陶瓷材料的逆壓電效應(yīng)而進行工作的電機，具有運行噪聲低、無電磁干擾、慣性小、響應(yīng)快、斷電自鎖等諸多優(yōu)點，因而，其在精密運動控制領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。然而，由于壓電能量轉(zhuǎn)換、摩擦能量傳遞等始終貫穿于超聲波電機運行期間，電機內(nèi)部的非線性以及多個變量間的耦合效應(yīng)均為明顯。因此，需迫切提出有效的控制策略，并設(shè)計相應(yīng)的驅(qū)動控制系統(tǒng)。
　　本課題主要研究內(nèi)容如下:
　　1.引入了超聲波電機的低頻PWM控制思想。主

2、要對通斷PWM控制策略、正反轉(zhuǎn)PWM控制策略以及正反轉(zhuǎn)停PWM控制策略的原理進行了闡述;并從定子行波振動狀況、開環(huán)轉(zhuǎn)速特性以及輸入功率等方面對三種低頻PWM控制方法進行了比較，總結(jié)出了它們的適用場合。
　　2.提出了基于低頻PWM和單神經(jīng)元自適應(yīng)的控制方法。采用單神經(jīng)元自適應(yīng)策略產(chǎn)生一路低頻PWM信號，將該低頻PWM信號同采用DDS技術(shù)產(chǎn)生的四路對稱高頻PWM信號進行邏輯“與”運算，從而構(gòu)成了通斷PWM控制，以應(yīng)對超聲波電機的非線

3、性和時變性給控制系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn)。重點對PID控制器參數(shù)的求解以及加權(quán)系數(shù)的調(diào)整過程，進行了深入的分析。
　　3.對基于低頻PWM和單神經(jīng)元自適應(yīng)超聲波電機控制系統(tǒng)的架構(gòu)進行設(shè)計。包括:基于DDS的四路對稱PWM信號發(fā)生單元設(shè)計、雙推挽逆變功放單元的設(shè)計、定子表面孤極電壓反饋單元的設(shè)計、信號調(diào)理單元的設(shè)計、光耦隔離單元的設(shè)計、繼電器保護單元的設(shè)計、電源模塊的設(shè)計，以及基于Visual Basic的上位機界面設(shè)計。
　　4.以兩