基于辨識(shí)模型的行波超聲波電機(jī)多步預(yù)測(cè)自校正轉(zhuǎn)速控制研究.pdf

1、超聲波電機(jī)是一種利用壓電陶瓷材料的逆壓電效應(yīng)將超聲頻率的交變電能轉(zhuǎn)換成振動(dòng)機(jī)械能，并通過(guò)摩擦驅(qū)動(dòng)將壓電陶瓷的機(jī)械振動(dòng)能轉(zhuǎn)換為運(yùn)動(dòng)機(jī)械能輸出的直驅(qū)式電機(jī)。超聲波電機(jī)轉(zhuǎn)速控制一直是超聲波電機(jī)研究的重點(diǎn)課題。
　　根據(jù)超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)要求文中介紹了驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需PWM信號(hào)的產(chǎn)生原理，分析推挽式逆變電路和全橋式逆變電路原理和特點(diǎn)，并且進(jìn)行全橋式逆變驅(qū)動(dòng)器硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件編程。將全橋式逆變器與實(shí)驗(yàn)室原有的推挽式驅(qū)動(dòng)器做實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究，并將其

2、應(yīng)用于多步預(yù)測(cè)自校正算法轉(zhuǎn)速控制的實(shí)驗(yàn)研究。
　　為了將多步預(yù)測(cè)自校正算法引入行波超聲波電機(jī)轉(zhuǎn)速控制中，首先設(shè)計(jì)超聲波電機(jī)的Hammerstein模型。該模型是基于非參數(shù)辨識(shí)法所建立的動(dòng)態(tài)階躍傳遞函數(shù)模型和通過(guò)頻率-轉(zhuǎn)速控制擬合得到的非線性穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速模型，而傳遞函數(shù)模型經(jīng)過(guò)差分變換后即可應(yīng)用在多步預(yù)測(cè)自校正算法預(yù)測(cè)模型—受控自回歸積分滑動(dòng)平均模型(CARIMA)中。
　　針對(duì)超聲波電機(jī)的Hammerstein模型，介紹了多步預(yù)

3、測(cè)自校正算法的基本原理，遞推求解方法，以及算法應(yīng)用步驟。
　　運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)已建立的超聲波電機(jī)Hammerstein模型進(jìn)行多步預(yù)測(cè)自校正控制仿真研究，仿真主要研究了控制算法的速度階躍響應(yīng)、抗干擾和轉(zhuǎn)速跟蹤效果。建立基于DSP28335的超聲波電機(jī)控制器和全橋式逆變器的控制平臺(tái)，首先進(jìn)行了多步預(yù)測(cè)自校正算法控制下柔化系數(shù)和加權(quán)常數(shù)取值的實(shí)驗(yàn)研究，其次進(jìn)行了電機(jī)空載和帶載的啟動(dòng)研究、抗扭矩?cái)_動(dòng)測(cè)試和轉(zhuǎn)速跟蹤效果的研究。針對(duì)超