基于RBFNN的超聲波電機(jī)自適應(yīng)變頻控制.pdf

1、超聲波電機(jī)(ultrasonic motor,簡稱USM)是一種利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)工作的特種電機(jī).與傳統(tǒng)的電磁型電機(jī)截然不同,USM的驅(qū)動(dòng)力矩并非由電磁感應(yīng)產(chǎn)生,而是由壓電陶瓷超聲頻域的振動(dòng)轉(zhuǎn)化而來.該文研究了行波型USM,具體內(nèi)容如下:首先,論述了USM的運(yùn)行機(jī)理.詳細(xì)分析了行波型USM的特殊結(jié)構(gòu),闡述了USM中壓電元件的起振原理、定子上駐波的產(chǎn)生機(jī)理、行波的合成原理、定子表面質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律.其次,設(shè)計(jì)了實(shí)用的USM驅(qū)動(dòng)電路.US

2、M是一種典型的機(jī)電一體化電機(jī),其驅(qū)動(dòng)電路的好壞直接影響著電機(jī)的性能.該文針對行波型USM自身特點(diǎn)設(shè)計(jì)了其驅(qū)動(dòng)電路,由壓控振蕩器產(chǎn)生頻率可調(diào)的脈沖信號(hào),將該信號(hào)作移相處理,產(chǎn)生4路依次相差90°的方波信號(hào),來驅(qū)動(dòng)兩路推挽功放電路.由功放電路處理后所得到的高頻交流方波經(jīng)過升壓即可以驅(qū)動(dòng)USM.利用所設(shè)計(jì)的電路測得不同負(fù)載下USM的變頻調(diào)速特性.然后,研究了USM的速度優(yōu)化控制方法.由于USM諧振頻率的漂移、USM系統(tǒng)的強(qiáng)耦合性和高度非線性及

3、參數(shù)的不確定性,迄今為止,還沒有能夠完全表達(dá)超聲波電機(jī)動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性的精確數(shù)學(xué)模型.在比較了國內(nèi)外現(xiàn)有的速度優(yōu)化控制方法的基礎(chǔ)上,該文提出一種新的USM自適應(yīng)控制策略.系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制,內(nèi)環(huán)用來補(bǔ)償定子環(huán)機(jī)械諧振頻率的漂移:外環(huán)利用徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Radial Basis Function neural network,簡稱RBFNN)控制器調(diào)節(jié)USM的驅(qū)動(dòng)頻率,實(shí)現(xiàn)速度的自適應(yīng)控制.RBFNN控制器參數(shù)的在線調(diào)整利用另一個(gè)RBF