基于BP網(wǎng)絡(luò)的超聲波電機模型辨識.pdf

1、超聲波電機(Ultrasonic Motors縮寫為USM)是一種利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)工作的新概念、新原理電機。與傳統(tǒng)的電磁型電機截然不同,其驅(qū)動力矩并非由電磁感應(yīng)產(chǎn)生,它利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)使定子產(chǎn)生超聲波振動,通過定子和轉(zhuǎn)子間的摩擦力來驅(qū)動轉(zhuǎn)子。由于USM特殊的工作原理,它具有很多傳統(tǒng)電磁電機無法比擬的優(yōu)越性能,如結(jié)構(gòu)緊湊、低速大轉(zhuǎn)矩、響應(yīng)速度快、不受磁場影響、斷電自鎖、可直接驅(qū)動負(fù)載等。正是由于超聲波電機具有許多的優(yōu)點和廣

2、闊的應(yīng)用前景,使其迅速成為當(dāng)前世界范圍內(nèi)的一門新興前沿課題。
　　USM具有這些無法比擬的優(yōu)點,使其在很多無法使用電磁電機的場合發(fā)揮重要的作用。但是因其特有的工作機制,USM內(nèi)部存在不同種類的復(fù)雜的高度非線性特性和時變特性,正是這些原因使得對其進(jìn)行建模的工作變得非常困難;尤其是建立能夠同時描述其靜態(tài)、動態(tài)特性的模型更為困難。因為模型的不精確,依賴模型的控制方案就很難達(dá)到理想的控制性能要求。這給超聲波電機的應(yīng)用普及帶來了困擾。

3、>　　本文首先介紹了超聲波電機的現(xiàn)狀、工作原理及非線性產(chǎn)生的原因;依據(jù)實驗測得的旋轉(zhuǎn)行波超聲波電機調(diào)壓調(diào)速過程的數(shù)據(jù)分析了其調(diào)速電壓-轉(zhuǎn)速之間的靜態(tài)、動態(tài)特性。通過分析不同激勵下該電機的行為驗證了超聲波電機內(nèi)部的非線性特性,包括調(diào)速范圍內(nèi)的死區(qū)和遲滯特性。
　　摩擦損耗和溫度影響使得USM產(chǎn)生死區(qū)特性、慢速時變特性,壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)帶來遲滯特性。針對USM的這些特性的特點,本文提出了一種改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法,建立了超聲波