基于DSP的超聲波電機轉速控制特性的研究.pdf

1、為適應靈活性、快速性、簡便性控制的要求，多年來國內(nèi)外科技界和工業(yè)界就一直致力于研究各種新型微電機。其中，超聲波電機利用壓電陶瓷的逆壓電效應，將材料的微觀變形通過共振放大和摩擦耦合轉換成轉子或滑塊的宏觀運動。它作為一種直接驅動電機從20世紀80年代以來備受各國科研工作者的青睞，已成為當前機電控制領域的一個研究熱點。 本文主要研究環(huán)形行波超聲波電機(RTWUSM)的速度、位置控制特性。通過對直徑為60mm的環(huán)形行波超聲波電機(本課題

2、組研制)進行空載實驗，分析了行波超聲波電機常用的三種驅動控制方法——調(diào)頻調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速和調(diào)相調(diào)速。針對電機特性和本課題的研究內(nèi)容，本文采用調(diào)頻調(diào)速和調(diào)相調(diào)速相結合的控制方法。 為了實現(xiàn)高精度的行波超聲波電機速度、位置控制，本文設計了基于DSP的超聲波電機控制系統(tǒng)，整個控制系統(tǒng)由上位機、超聲波電機驅動控制器、超聲波電機測試平臺三部分組成。其中，超聲波電機驅動控制器以TI公司的新型DSP芯片TMS320C2812為核心，大大提高了控

3、制系統(tǒng)的性能。 在上述超聲波電機控制系統(tǒng)實驗平臺上研究行波超聲波電機的速度、位置控制特性。采用比例控制、PID控制、模糊比例控制算法研究行波超聲波電機對梯形波、三角波、正弦波曲線的速度軌跡控制；采用比例控制算法研究行波超聲波電機對三角波、正弦波曲線的快速位置軌跡控制。上述研究內(nèi)容的實驗結果表明，在本文設計的超聲波電機控制系統(tǒng)上結合上述控制算法對行波超聲波電機進行速度、位置控制能夠獲得良好的控制效果。 此外，本文還研究了行