基于BP網(wǎng)絡(luò)的超聲波電機(jī)模型辨識(shí).pdf

1、超聲波電機(jī)(Ultrasonic Motors縮寫(xiě)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(jī)。與傳統(tǒng)的電磁型電機(jī)截然不同,其驅(qū)動(dòng)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(dòng),通過(guò)定子和轉(zhuǎn)子間的摩擦力來(lái)驅(qū)動(dòng)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(jī)無(wú)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(chǎng)影響、斷電自鎖、可直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載等。正是由于超聲波電機(jī)具有許多的優(yōu)點(diǎn)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(mén)新興前沿課題。
　　USM具有這些無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),使其在很多無(wú)法使用電磁電機(jī)的場(chǎng)合發(fā)揮重要的作用。但是因其特有的工作機(jī)制,USM內(nèi)部存在不同種類(lèi)的復(fù)雜的高度非線性特性和時(shí)變特性,正是這些原因使得對(duì)其進(jìn)行建模的工作變得非常困難;尤其是建立能夠同時(shí)描述其靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性的模型更為困難。因?yàn)槟Ｐ偷牟痪_,依賴(lài)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(jī)的應(yīng)用普及帶來(lái)了困擾。

3、>　　本文首先介紹了超聲波電機(jī)的現(xiàn)狀、工作原理及非線性產(chǎn)生的原因;依據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的旋轉(zhuǎn)行波超聲波電機(jī)調(diào)壓調(diào)速過(guò)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(dòng)態(tài)特性。通過(guò)分析不同激勵(lì)下該電機(jī)的行為驗(yàn)證了超聲波電機(jī)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(shí)變特性,壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)帶來(lái)遲滯特性。針對(duì)USM的這些特性的特點(diǎn),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